JPH11235855A

JPH11235855A - 電気機器

Info

Publication number: JPH11235855A
Application number: JP10075125A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Takemoto; 和広竹本; Ryuichiro Kobayashi; 隆一郎小林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】総合的に省エネルギーを達成する電気機器を提
供する。【解決手段】レーザダイオード１２ａ及びヒータ１４ａ
により加熱された水Ｗが、恒温室１９において、周囲よ
り高い温度に維持されるべき用紙束ＰＢを加熱するよう
になっているため、本来、用紙束ＰＢを加熱する際に用
いていた、たとえばヒーター等を省略または容量を小さ
くすることができ、それにより総合的に省エネルギーを
図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばプリンタ
又は複写機等の電気機器において、熱源からの廃熱を利
用すると共に、不要な熱を吸収する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、環境に配慮するという
機運が全世界的に高まってきている。かかる機運は、オ
フィス等の室内で使用されるＯＡ機器に代表される電気
機器にも波及し、省エネルギーであること、ダストやオ
ゾンなどの排出量を低減させること、静音であること等
が電気機器に要求されている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】ところで、プリンタや複写器等の画像形成
装置を含む電気機器においては、画像の加熱定着装置、
ポリゴンミラー駆動用モータ、レーザダイオード、ＣＰ
Ｕ、直流電源装置等のごとく、電力を消費して熱エネル
ギーに変換する様々な熱源を有している。電気機器を使
用する際に、かかる熱源から放出された熱の大半は、排
気ファンによって電気機器内部の空気と共に排出され、
室温を上昇させることとなる。従って夏季などにおい
て、かかる電気機器を動作させたときには、室温を一定
に維持すべく、室内を冷却する空調をより強く働かせる
必要がある。そのため、電気機器に加えて空調の電力消
費量がより増大することとなり、省エネルギーが図れな
いという問題がある。

【０００４】かかる場合において、省エネルギーを図る
直接的な方策は、まず電気機器の電力消費量を低く抑え
ることである。従って、近年においては不使用時に電源
が自動的に遮断される電気機器等も多く開発され、また
熱源自体をなくしたり、熱源から放出される熱量を低く
抑えるような研究も行われている。

【０００５】しかしながら、電気機器によっては、必ず
熱源を必要とするものがあり、また、その熱源から放出
される熱量を劇的に低減させることは、技術上の問題か
ら現時点では困難なことも多い。従って、熱源からはあ
る程度の熱量が放出されることを前提として、その対策
を検討する必要がある。

【０００６】一方、電気機器から室内へ熱が伝導するこ
とのみを阻止するのであれば、電気機器を覆う筐体の壁
に断熱材を設けて、熱の伝導路を遮断すれば足りるとい
う考えもある。しかしながら、筐体の壁に単に断熱材を
設けた場合、室温は一定に維持できるとしても、熱源か
らの熱が蓄積されて筐体内部の温度が急激に上昇し、回
路の不良等が生じて電気機器の機能を損なう恐れがあ
る。このように熱に起因する電気機器の問題は、熱源の
電力消費を抑える、あるいは熱を遮蔽するといった従来
の思想では解消することが困難であり、発想の転換が要
求されているといえる。

【０００７】本発明は、従来と全く異なる視点から、総
合的に省エネルギーを達成する電気機器を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明の熱源を有する電気機器は、前記熱源の近傍
に配置された吸熱部と、前記熱源より離れて設けられた
放熱部と、前記吸熱部において前記熱源より吸収した熱
を保持しつつ、前記放熱部へと移送する熱移送体とから
なり、前記熱移送体により前記放熱部に移送された熱
が、物体を加熱することを特徴とする。

【０００９】更に、本発明の電気機器は、温度を維持す
る空間である恒温室を有し、前記放熱部の一部は、前記
恒温室の温度を維持する熱源の少なくとも一部である。

【００１０】又、本発明の電気機器は、シート状体に画
像を形成する画像形成装置であって、前記物体はシート
状体である。

【００１１】更に、本発明の熱源を有する電気機器は、
前記熱源から放出された熱を用いて液体を加熱する手段
が設けられており、加熱された液体が気化する際の気化
熱を利用して、前記熱源から放出された熱を吸収するよ
うになっていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形
態にかかる画像形成装置である複写機の正面から見た断
面図である。複写機１０は、上部に配置された原稿読み
取り部１１と、その下方に配置された画像書き込み部１
２と、更に下方に配置された感光ドラム１３ａを有する
現像・転写部１３と、現像・転写部１３の図中左方に配
置された定着部１４と、複写機１０の図中右方に沿って
配置された搬送部１５と、搬送部の下端に配置された、
画像を形成するための用紙Ｐを貯蔵するトレイ１６ａ、
１６ｂ、１６ｃとを有する。尚、画像形成装置は、複写
機に限らず、プリンタ、ファクシミリであっても良い。
また画像形成は、感光体を露光することにより像様の静
電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより現像した
後、記録材に転写し、トナーを定着することにより最終
画像を得る電子写真方式や、液体のインクを、圧電体や
加熱体の作用によりドットに対応するノズルから吹き出
し、紙に付着させるインクジェット方式等のいずれでも
良い。

【００１３】複写機１０の動作時には、原稿読み取り部
１１が、複写機１０の上部に載置された原稿を読み取
り、電気信号に変換して画像書き込み部１２に伝送す
る。電気信号は、画像書き込みに適した信号に処理さ
れ、画像書き込み部１２は、その電気信号に対応した走
査露光を感光ドラム１３ａに施し、静電潜像を形成させ
る。現像部１３は、感光体ドラム１３ａ上に形成された
潜像をトナーにより現像し、転写部１３ｂは、トレイ１
６ａ、１６ｂ、１６ｃから搬送部１５を介して搬送され
た用紙Ｐに、感光体ドラム１３ａ上のトナーを転写し、
定着部１４が、転写されたトナーを用紙Ｐに溶融固着す
ることにより永久画像を形成するようになっている。

【００１４】ところで、複写機１０の動作時に高温とな
る部分（熱源）は、画像書き込み部１２のレーザダイオ
ード１２ａ、定着部１４のヒータ１４ａ、ポリゴンミラ
ー駆動モータ、ＣＰＵやＤＣ電源等である。たとえば、
レーザダイオードによるレーザ発振を行うためには、レ
ーザダイオードに対する電流注入が行われる。しかし、
注入された電流の全てがレーザ発振に寄与するわけでは
なく、一部は熱エネルギーへと変換されている。すなわ
ち熱源として作用する。同様に、ポリゴンミラー駆動モ
ータ、ＣＰＵ、ＤＣ電源等においても、本来果たすべき
機能に変換されなかった電気エネルギーが、熱エネルギ
ーへと変換され、熱源として作用する。従来技術におい
ては、いずれの熱源より発生した熱の大半は、利用され
ることがなく、複写機１０の外部へと伝導して、室温を
上昇させる原因となっていた。

【００１５】そこで、本実施の形態においては、かかる
熱源からの廃熱を利用すべく、以下の構成を付加してい
る。尚、説明を簡略化するために、本実施の形態におい
ては熱源をレーザダイオード１２ａとヒータ１４ａに限
定して説明する。まず、図１におけるレーザダイオード
１２ａの周囲に、吸熱部としての熱交換器１７を配置
し、同様にヒータ１４ａの周囲に、吸熱部としての熱交
換機１８を配置している。熱交換器１７，１８の表面に
は、熱交換効率を高める多数のフィン１７ａ、１８ａが
それぞれ形成されている。

【００１６】複写機１０の図中左方には、恒温室１９が
配置されている。恒温室１９の周囲には、放熱部である
熱交換器１９ａが配置されているとともに、機外に熱が
洩れないように断熱処理が施されている。熱交換器１９
ａにも、熱交換効率を高める多数のフィン１９ｂが、恒
温室１９の内方を向いて形成されている。熱交換器１９
ａと、熱交換器１７，１８とは、一対のヒートパイプ２
０（一方のみ図示）により連結されており、かかる熱交
換器１７，１８，１９ａ及びヒートパイプ２０内には、
熱移送体である熱伝導媒体（本実施の形態では水）Ｗが
充填されている。尚、ヒートパイプ２０自体が、定着部
１４に密着していても良い。

【００１７】熱交換器１９ａの出口側にはポンプ２１が
配置されている。かかるポンプ２１より、ヒートパイプ
２０の不図示の部分が熱交換器１７，１８の入口側に連
結されており、従ってポンプ２１は、熱交換器１７，１
８と熱交換器１９ａとの間で水Ｗを循環させるようにな
っている。熱交換器１７，１８，１９ａ及びヒートパイ
プ２０の周囲には、断熱材２２が配置されており、吸熱
部及び放熱部以外の領域において熱交換が生じることを
極力防止している。恒温室１９内には、梱包された用紙
束ＰＢが貯蔵されている。

【００１８】次に、本実施の形態の動作につき説明す
る。複写機１０を動作させると、レーザダイオード１２
ａとヒータ１４ａが高温となる。それにより、熱交換器
１７，１８を介して、内部の水Ｗが加熱される。加熱さ
れた水Ｗは、ポンプ２１により、ヒートパイプ２０を介
して恒温室１９の熱交換器１９ａまで圧送され、ここで
熱交換を行うことにより、恒温室１９の内部を加熱する
こととなる。恒温室１９に貯蔵された用紙束ＰＢは、恒
温室１９内部の温度が上昇するにつれ上昇する。熱を放
出した水Ｗは、ポンプ２１によりヒートパイプ２０の不
図示の部分を介して、熱交換器１７，１８へ循環させら
れて再度加熱されることとなる。

【００１９】ここで、用紙束ＰＢを加熱する必要性につ
いて説明する。従来においては、未開封の用紙束は、複
写機の外部の保管所に貯蔵されていた。ところが、保管
所がたとえば空調の吹き出し口に近くに設けられていた
り、冬季であれば建物の外部に面した窓ガラスの近くに
設けられていた場合、用紙束ＰＢも相当低温に冷却され
る。

【００２０】複写機に用紙切れが生じると、ユーザー
は、直ちに用紙束ＰＢを開封して、冷却されたままの用
紙を複写機に補給する。すると、複写機内の空気が補給
された用紙により冷却され結露して、その用紙が湿気を
帯びる恐れがある。湿気を帯びた用紙は、導電性が高く
なり、転写部１３ｂにおけるトナー転写不良や、用紙搬
送路における用紙詰まり等の原因となる恐れがある。一
方、このような不具合に対して、貯蔵されている用紙束
ＰＢを、別個のヒータにより加熱して高温に維持させよ
うとする試みがある。しかしながら、このようなヒータ
を設けると、ヒータ用の電力を新たに供給しなくてはな
らず、省エネルギーの思想に反し、また複写機が置かれ
たオフィスの室温も上昇する恐れがある。

【００２１】そこで、本実施の形態においては、恒温室
１９をレーザダイオード１２ａや定着部１４のヒータ１
４ａから放出された熱を利用して加熱することにより、
かかる恒温室１９内に貯蔵された用紙束ＰＢを加熱で
き、かかる用紙を用いて画像形成を行う際に結露を防止
して、それによりトナー転写不良等を防止するようにな
っている。従って、本実施の形態によれば、別個のヒー
タを設ける必要はなくなり、省エネルギーが図れ、また
複写機が置かれたオフィスの室温の上昇を防止すること
ができる。

【００２２】更に、用紙束ＰＢが予め加熱されれば、た
とえ用紙に水分が多く含まれていたような場合でも、蒸
発を促すことによりその水分量を調整でき、よって画像
形成により適した用紙とすることができる。加えて、用
紙Ｐが冷却したままであると、定着部１４を通過すると
きに、ヒータ１４ａからより多くの熱エネルギーを吸収
するため、高温を保つためにヒータ１４ａへの電力供給
を多くしなくてはならないが、用紙Ｐが予め加熱されて
いれば、ヒータ１４ａから吸収する熱エネルギーは少な
くなって、ヒータ１４ａへの新たな電力供給は少なくて
済み、それによっても省エネルギーを図ることができ
る。

【００２３】尚、定着部１４のヒータ１４ａにおける吸
熱は、定着部１４を昇温する際には、定着部１４が所定
の温度に達するまでの時間を短縮するために、動作しな
いように制御しても良い。更に、定着部１４を昇温する
際には、他の熱源で発生した熱を定着部１４近傍まで移
送するように制御することで、定着部のウォームアップ
時間を短縮できる。

【００２４】又、オフィス内で用いられる複写機１０
は、使用されない状態が続くことも多いため、吸熱部１
８に温度センサを適宜設けて、水Ｗが加熱される毎にポ
ンプ２１を動作させるようにしても良い。更に、恒温室
１９に貯蔵するものとしては、用紙の他にも、水で湿ら
せたナプキンやタオル、食品や缶入飲料が考えられる。
温かいナプキンやタオルは、たとえばメンテナンス時に
汚れた手指等を拭うのに用いることができて便利であ
り、また食品や缶入飲料を、別個の電子レンジやヒータ
を用いることなく加熱できれば便利であると同時に、省
エネルギーが図れ、また電子レンジ等を用いることによ
る室温の上昇を防止することができる。

【００２５】図２は、第２の実施の形態にかかる複写機
１１０を示す断面図である。なお、第２の実施の形態に
ついては、図１に示す実施の形態に対して異なる点を中
心に説明し、共通する部分については詳細な説明を省略
する。

【００２６】図２に示す第２の実施の形態が、第１の実
施の形態と実質的に異なる点は、放熱部である熱交換器
１１９の位置にある。図２において、熱交換器１１９
は、３つの４つの分岐１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ、
１１９ｄに分かれており、用紙のトレイ１６ａ、１６
ｂ、１６ｃを上下面より加熱するようになっている。
尚、図２においては、ポンプ及び戻りのヒートパイプは
省略している。

【００２７】第２の実施の形態によれば、レーザダイオ
ード１２ａ及びヒータ１４ａから放出された熱を用い
て、熱交換器１１９を介して、トレイ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃに載置された用紙Ｐが加熱されるようになってい
るので、上述した実施の形態と同様に省エネルギーを図
りつつも結露を防止でき、また用紙の水分量を調節する
ことができる。

【００２８】又、従来技術の複写機においては、用紙の
片面のみが複写機内で加熱されることにより、用紙を形
成している繊維の状態が用紙の表裏で片寄りが発生し、
用紙が丸まって用紙詰まりを起こす恐れもあった。これ
に対し、本実施の形態によれば、トレイ１６ａ、１６
ｂ、１６ｃに収納された状態で、常時用紙Ｐの両面が加
熱されているので、省エネルギーを図りつつも用紙が丸
まることを防止できる。

【００２９】図３は、第３の実施の形態にかかる複写機
２１０を示す断面図である。なお、第２の実施の形態に
ついては、図１に示す実施の形態に対して異なる点を中
心に説明し、共通する部分については詳細な説明を省略
する。

【００３０】図３に示す第３の実施の形態が、第１の実
施の形態と実質的に異なる点は、熱源から放出された熱
の利用の態様である。図３において、ヒートパイプ２２
０の一端（不図示）は、水タンク２２１に連結されてお
り、その他端２２０ａは大気に開放している。又、ヒー
トパイプ２２０の中間部に、熱交換器１７，１８が設け
られている。水タンク２２１の下部には絞り２２１ａが
設けられており、かかる絞り２２１ａを通過することに
より、水タンク２２１内に貯蔵された水Ｗが、所定のサ
イクルでヒートパイプ２２０内に滴下するようになって
いる。

【００３１】ヒートパイプ２２０に滴下した水Ｗは、熱
交換器１７，１８において加熱され、水蒸気Ｖとなっ
て、ヒートパイプ２２０の他端２２０ａから大気へと逃
避する。それにより、複写機２１０が置かれたオフィス
内を適宜加湿することができ、加湿器を別個に設ける必
要はなくなる。

【００３２】更に、水Ｗが水蒸気Ｖとなるときに気化熱
を吸収するので熱交換器１７，１８が冷却され、それに
よりレーザダイオード１２ａ及びヒータ１４ａの周囲が
冷却されて、複写機１０内の温度を低減させることがで
きる。従って、ヒートパイプ２２０の他端２２０ａを建
物の外部へと向けておけば、気化熱を吸収した水蒸気Ｖ
は、建物の外部へと逃避するので、結果として複写機１
０からオフィス内へと伝導する熱量を低減でき、それに
より空調の負担を減少し、もって省エネルギーを図るこ
とができる。

【００３３】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。たとえば、第１，第２の実施の形態で
用いた熱の伝導媒体としては水に限ることなく、たとえ
ば鉱物油、植物油、フロンガス、二酸化炭素、空気等の
流体を使用することができ、更に流体にこだわる必要は
なく、固体状の蓄熱材を吸熱部から放熱部へ搬送するよ
うにしても良い。又、熱の伝導媒体を移動させるため、
ポンプの代わりに重力や温度差等を用いたり、熱起電力
を応用した素子を用いても良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電気機器によれば、前記熱移送
体により前記放熱部に移送された熱が、物体を加熱する
ため、本来、かかる物体を加熱する際に用いていた、た
とえばヒーター等を省略または容量を小さくすることが
でき、それにより総合的に省エネルギーを図ることがで
きる。

【００３５】又、本発明の電気機器によれば、熱源から
放出された熱を用いて液体を加熱する手段が設けられて
おり、加熱された液体が気化する際の気化熱を利用し
て、前記熱源から放出された熱を吸収するようになって
おり、それにより室温の上昇をある程度抑えることがで
きるので、従来においては電気機器の使用により上昇し
た室温を、冷房用空調に更に電力を供給することにより
減少させていたところを、かかる空調の負担を減らし、
それにより総合的に省エネルギーを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態にかかる画像形成装置である
複写機の正面から見た断面図である。

【図２】第２の実施の形態にかかる複写機１１０を示す
断面図である。

【図３】第３の実施の形態にかかる複写機２１０を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０、１１０、２１０複写機１１原稿読み取り部１２画像書き込み部１２ａレーザダイオード１３現像部１３ａ感光ドラム１３ｂ転写部１４定着部１５搬送部１６ａ、１６ｂ、１６ｃトレイ１７，１８，１９ａ、１１９熱交換器１９恒温室２０，２２０ヒートパイプ２１ポンプ２２１水タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源を有する電気機器において、前記熱源の近傍に配置された吸熱部と、前記熱源より離れて設けられた放熱部と、前記吸熱部において前記熱源より吸収した熱を保持しつ
つ、前記放熱部へと移送する熱移送体とからなり、前記熱移送体により前記放熱部に移送された熱が、物体
を加熱することを特徴とする電気機器。
【請求項２】恒温室が設けられており、前記恒温室の
温度を維持する熱源は、前記放熱部の少なくとも一部で
あることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】前記吸熱部と前記放熱部とはパイプによ
り連結されており、前記熱移送体は、前記パイプ内を流
れる流体であることを特徴とする請求項１又は２に記載
の電気機器。
【請求項４】前記熱源は、前記電気機器に備えられた
ＣＰＵ、モータ、ランプ、加熱定着器、電源装置の少な
くとも一つであることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載の電気機器。
【請求項５】前記電気機器は画像形成装置であり、前
記物体は、前記画像形成装置により画像が形成されるシ
ート状体であることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の電気機器。
【請求項６】前記電気機器は画像形成装置であり、前
記放熱部は、前記画像形成装置により画像が形成される
シート状体の近傍に配置されていることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の電気機器。
【請求項７】熱源を有する電気機器において、前記熱
源から放出された熱を用いて液体を加熱する手段が設け
られており、加熱された液体が気化する際の気化熱を利
用して、前記熱源から放出された熱を吸収するようにな
っていることを特徴とする電気機器。