(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  熱によりトナーを転写紙に定着する定着装置８と、ループ状音響管１０１と、ループ状音響管１０１の内部に音波を発生させるスピーカ１４１と、ループ状音響管１０１の内部に配置された畜冷器１３０と、スピーカ１４１が発生する音波により畜冷器１３０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１３２と、スピーカ１４１が発生する音波により畜冷器１３０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１３１と、高温側熱交換器１３２から定着装置８に熱を伝達する熱伝達器８３０と、装置内の発熱部から低温側熱交換器１３１に熱を伝達する熱伝達器９１３とを有する。【選択図】  図４
2006208678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の熱伝達手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
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その端部に有し、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する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
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分岐共鳴管を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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収容する受水部を着脱自在に備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
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する請求項４乃至請求項６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
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する請求項４乃至請求項６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱定着方式を採用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。）。
【０００４】
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。）。
【０００５】
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。）。
【０００６】
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。）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３３７７２４号公報
【特許文献２】特許第３０１５７８６号公報
【特許文献３】特開２００２−５５５７５号公報
【特許文献４】特開平１０−１０１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【発明の効果】
【００３２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成図
【図２】一実施の形態の画像形成装置の概略を示す背面斜視図
【図３】一実施の形態の画像形成装置が備える音響管収納ボックス１００の断面図
【図４】一実施の形態の画像形成装置が備える音響管収納ボックス１５０の断面図
【図５】一実施の形態の画像形成装置が備える音響管１６０を示す図
【図６】（ａ）一実施の形態の画像形成装置の定着装置８及び用紙冷却装置９００の上面図  （ｂ）一実施の形態の画像形成装置の定着装置８及び用紙冷却装置９００の断面図
【図７】（ａ）一実施の形態の画像形成装置の用紙冷却装置９２０の上面図  （ｂ）一実施の形態の画像形成装置の定着装置８及び用紙冷却装置９２０の断面図
【図８】（ａ）一実施の形態の画像形成装置の定着装置８ａの他の例を示す上面図  （ｂ）一実施の形態の画像形成装置の定着装置８ａの他の例を示す断面図
【符号の説明】
【００８１】
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）
【図１】
2006208678.tif 000003
【図２】
2006208678.tif 000004
【図３】
2006208678.tif 000005
【図４】
2006208678.tif 000006
【図５】
2006208678.tif 000007
【図６】
2006208678.tif 000008
【図７】
2006208678.tif 000009
【図８】
2006208678.tif 000010