(57)【要約】【課題】小型化に適しているとともに断熱効果を向上した断熱装置及びかかる断熱装置を備えた画像形成装置の提供。【解決手段】発熱部２５の熱が、昇温を防止すべき要昇温防止部２１を加熱することを防止するための断熱装置３０であり発熱部２５と要昇温防止部２１との間に位置することを特徴とする断熱装置３０及びこの断熱装置３０を備えた画像形成装置２０。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部の熱が、昇温を防止すべき要昇温防止部を加熱することを防止するための断熱装置において、
発熱部と要昇温防止部との間に位置することを特徴とする断熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の断熱装置において、発熱部からの熱を遮蔽するための熱遮蔽部材と、この熱遮蔽部材の、発熱部と反対側に位置するヒートパイプと、このヒートパイプに当接し同ヒートパイプの熱を放熱する放熱部材とを有し、上記熱遮蔽部材及び上記ヒートパイプの少なくとも一部が発熱部と要昇温防止部との間に位置することを特徴とする断熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の断熱装置において、上記ヒートパイプに当接し、上記熱遮蔽部材の、発熱部と反対側に位置するヒートシンクを有し、このヒートシンクの少なくとも一部が発熱部と要昇温防止部との間に位置することを特徴とする断熱装置。
【請求項４】
請求項３記載の断熱装置において、上記ヒートパイプと上記ヒートシンクとを一体化したことを特徴とする断熱装置。
【請求項５】
請求項２ないし４の何れか１つに記載の断熱装置において、上記熱遮蔽部材を、発熱部と上記ヒートパイプとの間に層状をなすように複数有することを特徴とする断熱装置。
【請求項６】
請求項５記載の断熱装置において、上記複数の熱遮蔽部材の相互間に間隙を有することを特徴とする断熱装置。
【請求項７】
求項２ないし６の何れか１つに記載の断熱装置において、上記熱遮蔽部材の発熱部に対向する面は、表面反射率が５０％以上であることを特徴とする断熱装置。
【請求項８】
請求項２ないし７の何れか１つに記載の断熱装置において、上記熱遮蔽部材の上記ヒートパイプに対向する面は、放射率が７０％以上であることを特徴とする断熱装置。
【請求項９】
請求項２ないし８の何れか１つに記載の断熱装置において、上記放熱部材を冷却する冷却手段を有することを特徴とする断熱装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つに記載の断熱装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着手段等の発熱部の熱が、昇温を防止すべき現像手段等の要昇温防止部を加熱することを防止するための断熱装置及びこれを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、高速化、デジタル化、カラー化等による多機能化、高機能化、高画質化に伴い、定着手段に備えられたヒータ、ポリゴンモータやハードディスク等の発熱する部品を含む構成部品が増えている。その一方で、装置全体の大きさは小型化する傾向にあり、部品が密集し、各部品間の間隙が小さくなってきている。
【０００３】
したがって要昇温防止部の昇温を防止すべく従来用いていたダクトを用いた周知の空冷方式によっては冷却を行うことのできない箇所が出てきた。要昇温防止部の昇温を防止するための装置としては他に、特開平５−１６５３５５号公報において、発熱部と要昇温防止部との間に入熱部を設け、入熱部に接続されたヒートパイプで低温部に位置する出熱部に熱を導き、低温部にて放熱する方式の断熱装置が提案されている。
【０００４】
しかし、かかる断熱装置は、入熱部と出熱部とが離れた位置にあり、大型であって、上述したように小型化の傾向にある画像形成装置に適用することが困難である。また、高画質化においては、熱による影響を除去すること今まで以上に重要となってきており、画像形成装置の小型化に伴い、断熱装置の小型化も必要である。
【０００５】
そこで本発明は、小型化に適しているとともに断熱効果を向上した断熱装置及びかかる断熱装置を備えた画像形成装置の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、発熱部の熱が、昇温を防止すべき要昇温防止部を加熱することを防止するための断熱装置において、発熱部と要昇温防止部との間に位置することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の断熱装置において、発熱部からの熱を遮蔽するための熱遮蔽部材と、この熱遮蔽部材の、発熱部と反対側に位置するヒートパイプと、このヒートパイプに当接し同ヒートパイプの熱を放熱する放熱部材とを有し、上記熱遮蔽部材及び上記ヒートパイプの少なくとも一部が発熱部と要昇温防止部との間に位置することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の断熱装置において、上記ヒートパイプに当接し、上記熱遮蔽部材の、発熱部と反対側に位置するヒートシンクを有し、このヒートシンクの少なくとも一部が発熱部と要昇温防止部との間に位置することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の断熱装置において、上記ヒートパイプと上記ヒートシンクとを一体化したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項２ないし４の何れか１つに記載の断熱装置において、上記熱遮蔽部材を、発熱部と上記ヒートパイプとの間に層状をなすように複数有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の断熱装置において、上記複数の熱遮蔽部材の相互間に間隙を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項２ないし６の何れか１つに記載の断熱装置において、上記熱遮蔽部材の発熱部に対向する面は、表面反射率が５０％以上であることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項２ないし７の何れか１つに記載の断熱装置において、上記熱遮蔽部材の上記ヒートパイプに対向する面は、放射率が７０％以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項２ないし８の何れか１つに記載の断熱装置において、上記放熱部材を冷却する冷却手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか１つに記載の断熱装置を有する画像形成装置にある。
【００１６】
【実施例】
図１に本発明を適用した断熱装置及びこの断熱装置を有する画像形成装置の概略を示す。なお画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであり、本発明を適用した断熱装置を用いることができるタイプの画像形成装置であればどのようなものでも良い。本実施例の画像形成装置は複写機として説明している。本実施例の画像形成装置は単色の画像のみを形成するものを示しているが、カラー画像の形成が可能なものであっても良い。
【００１７】
画像形成装置２０は、原稿画像に応じて画像を形成する現像手段であり現像ユニットとしての作像装置２１と、作像装置２１に対向して配置された転写ユニットとしての転写装置２２と、作像装置２１と転写装置２２とが対向する転写領域に向けて各種のシート状の記録媒体を供給する記録媒体供給手段としての図示しない複数の給紙カセットとを有している。作像装置２１は、温度が上昇すると画像形成に影響が出るため、昇温を防止されるべき要昇温防止部である。
【００１８】
画像形成装置２０はまた、給紙カセットから搬送されてきた記録媒体を作像装置２１による作像のタイミングにあわせて供給するレジストローラ３５を備えた給紙ユニット２３と、転写領域においてトナー像を転写された記録媒体を搬送する搬送ベルト２４と、搬送ベルト２４によって搬送されてきた記録媒体に、記録媒体上に担持されたトナー像を定着する定着手段であり定着ユニットとしての発熱部である定着装置２５とを有している。
【００１９】
画像形成装置２０はまた、定着装置２５によってトナー像を定着された記録媒体を、画像形成装置２０外に排出するか、記録媒体裏面に対する画像形成に供するかに応じて搬送する排紙ユニット２６と、記録媒体裏面に対する画像形成を行う際に排紙ユニット２６から記録媒体を供給され、記録媒体を表裏反転した上で給紙ユニット２３に導く両面ユニット２７とを有している。
【００２０】
画像形成装置２０はまた、作像装置２１の上方に位置するポリゴンモータ２８と、ポリゴンモータ２８の上方であって画像形成装置２０本体上部に位置し画像形成のための原稿画像を読み取るスキャナユニット２９と、作像装置２１と定着装置２５との間に位置し、定着装置２５の熱が作像装置２１を加熱して作像装置２１が昇温することを防止するための断熱装置３０とを有している。
【００２１】
定着装置２５は、ヒータ３１を備えた定着ローラ３２とこの定着ローラ３２に対向した加熱ローラ３３と、両ローラ３２、３３を囲繞する定着ユニットカバーとしての筐体３４とを有しており、定着時において、ヒータ３１の発熱により筐体３４の温度が１００℃程度まで上昇する。筐体３４と作像装置２１とは互いに近接していることから、筐体３４の温度上昇は作像装置２１における作像に影響を与えるため、これを防止するために断熱装置３０が配設されている。
【００２２】
図１に示すように、断熱装置３０はユニット化されているが、図２に示すように、断熱装置３０は、定着装置２５からの熱を遮蔽するための熱遮蔽部材としての熱遮蔽板４１と、この熱遮蔽板４１の、定着装置２５と反対側に位置するヒートパイプ４２と、ヒートパイプ４２と一体でありヒートパイプ４２の熱を放熱する放熱部材４３と、ヒートパイプ４２に当接し、熱遮蔽板４１の、定着装置２５と反対側に位置するヒートシンク４４とを有している。
【００２３】
熱遮蔽板４１と、ヒートパイプ４２と、ヒートシンク４４とは、ほぼ全体が定着装置２５と作像装置２１との間に位置しており、これにより断熱装置３０の大部分が定着装置２５と作像装置２１との間に位置するようになっている。ヒートパイプ４２と熱遮蔽板４１とは脚部４５により一体化されている。また、図３に示すように、ヒートパイプ４２は複数本が並設され、それぞれがヒートシンク４４と一体化されている。なお、ヒートパイプ４２は図１における紙面垂直方向に並設されている。
【００２４】
このように、熱遮蔽板４１と、ヒートパイプ４２と、放熱部材４３と、ヒートシンク４４とは一体化され、ユニット化されて断熱装置３０が構成されている。ヒートパイプ４２は銅、鉄、アルミニウムなどを材質とする周知のものである。ヒートシンク４４は板状をなし、アルミニウム製であるが他の材質であっても良い。熱遮蔽板４１と、ヒートパイプ４２と、ヒートシンク４４とは、放熱部材４３側が上方に位置するよう、傾斜して配設されており、煙突効果により放熱が効率的に行われるようになっている。
【００２５】
熱遮蔽板４１の定着装置２５に対向する側の面は、定着装置２５から放射される赤外線を反射するように、表面を鏡面仕上げされ、反射率が５０％以上となっている。鏡面仕上げの他、メッキ処理により反射率を５０％以上としても良い。また、熱遮蔽板４１の定着装置２５に対向する側と反対側の面、すなわちヒートパイプ４２と対向する側の面は、塗装により、放射率が７０％以上となっている。塗装の他、アルマイト処理等により放射率を７０％以上としても良い。
【００２６】
断熱装置３０は以上のような構成により、そのほぼ全体が定着装置２５と作像装置２１との間にあり小型化を達成しつつ、熱遮蔽板４１による熱の遮蔽効果、ヒートパイプ４２による熱の吸収効果、放熱部材４３とヒートシンク４４との放熱効果により、定着装置２５から放出される熱が作像装置２１に伝達され作像装置２１が昇温することを効果的に防止している。具体的には、筐体３４の表面温度が１００℃程度まで昇温するにもかかわらず、作像装置２１の温度を３０℃程度に抑制している。
【００２７】
図４に示すように、熱遮蔽板４１は、作像装置２１と定着装置２５との間で層状をなすように、複数枚設けても良い。これにより、熱の遮蔽効果すなわち断熱効果をさらに向上することができる。また、熱遮蔽板４１を複数枚設ける場合には、図５に示すように、各熱遮蔽板４１の相互間に間隙を設け、各熱遮蔽板４１間における自然対流の発生を防止すること等により、熱遮蔽板４１の放熱量を抑制して断熱効果をさらに向上することができる。
【００２８】
図４、図５に示したように、熱遮蔽板４１を複数設ける場合には、それぞれの熱遮蔽板４１においてその定着装置２５側の面の反射率を５０％以上とし、作像装置２１側の面の放射率を７０％以上としても良いが、最も定着装置２５側に位置する熱遮蔽板４１の定着装置２５側の面のみをその反射率が５０％以上となるようにし、最も作像装置２１側に位置する熱遮蔽板４１の作像装置２１側の面のみをその放射率が７０％以上となるようにしてもよい。
【００２９】
図６に示すように、放熱部材４３に空気流を当てて放熱部材４３の冷却を行う冷却手段としてのファン５０を設けてもよい。ファン５０は画像形成装置２０本体外部の空気を放熱部材４３に導いて冷却するものであっても良いし、画像形成装置２０本体内部の空気を攪拌することで放熱部材４３を強制的に冷却するものであってもよい。冷却手段はファンに限らず、放熱部材４３を冷却するものであればどのようなものでも良い。
【００３０】
以上、本発明の実施例を説明したが、断熱装置３０の構成は、所望の断熱効果を得ることができるのであれば、熱遮蔽板４１の枚数、ヒートパイプ４２の本数、熱遮蔽板４１の反射面、放射面の形成の有無、冷却手段の有無、熱遮蔽板４１、ヒートパイプ４２、ヒートシンク４４、放熱部材４３の形状、大きさ等は、断熱装置３０全体の大きさを抑制することを考慮した上で、どのようにすることもできる。
【００３１】
また、本実施例においては、ヒートパイプ４２及びヒートシンク４４の放熱部材４３側端部を上方に屈曲し、放熱部材４３をヒートパイプ４２及びヒートシンク４４の側方に配設したが、ヒートパイプ４２及びヒートシンク４４の放熱部材４３側端部を水平方向に配設し、放熱部材４３をヒートパイプ４２及びヒートシンク４４の上方に配設してもよい。また発熱部を定着装置２５としたが、発熱部は、熱を発するものであれば、ポリゴンモータ２８の他、本実施例においては説明を省略したハードディスク等、他の構成であってもよく、要昇温防止部も、作像装置２１でなく、他の構成であっても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、発熱部の熱が、昇温を防止すべき要昇温防止部を加熱することを防止するための断熱装置において、発熱部と要昇温防止部との間に位置するので、発熱部が要昇温防止部を昇温することを防止でき小型化に適した断熱装置を提供することができる。
【００３３】
発熱部からの熱を遮蔽するための熱遮蔽部材と、この熱遮蔽部材の、発熱部と反対側に位置するヒートパイプと、このヒートパイプに当接し同ヒートパイプの熱を放熱する放熱部材とを有し、上記熱遮蔽部材及び上記ヒートパイプの少なくとも一部が発熱部と要昇温防止部との間に位置することとすれば、熱遮蔽部材のみならずヒートパイプをも発熱部と要昇温防止部との間に位置し、形状の自由度が比較的高くユニット化が可能で小型化に適しているとともに断熱効果を向上した断熱装置を提供することができる。
【００３４】
ヒートパイプに当接し、熱遮蔽部材の、発熱部と反対側に位置するヒートシンクを有し、このヒートシンクの少なくとも一部が発熱部と要昇温防止部との間に位置することとすれば、ヒートシンクによりより断熱効果を向上した断熱装置を提供することができる。
【００３５】
ヒートパイプと上記ヒートシンクとを一体化したこととすれば、ヒートパイプで集めた熱をヒートシンクに分散することで断熱効果を高めることができる断熱装置を提供することができる。
【００３６】
熱遮蔽部材を、発熱部とヒートパイプとの間に層状をなすように複数有することとすれば、断熱装置の発熱部側と要昇温防止部側とでの温度差をより大きくすることができより断熱効果を向上できる断熱装置を提供することができる。
【００３７】
複数の熱遮蔽部材の相互間に間隙を有することとすれば、間隙における空気層により、断熱装置の発熱部側と要昇温防止部側とでの温度差をさらに大きくすることができさらに断熱効果を向上できる断熱装置を提供することができる。
【００３８】
熱遮蔽部材の発熱部に対向する面は、表面反射率が５０％以上であることとすれば、発熱部からの放射を反射することで断熱効率を向上できる断熱装置を提供することができる。
【００３９】
熱遮蔽部材の上記ヒートパイプに対向する面は、放射率が７０％以上であることとすれば、ヒートパイプに対する放射を行い断熱効率を向上できる断熱装置を提供することができる。
【００４０】
放熱部材を冷却する冷却手段を有することとすれば、放熱部材を冷却することでヒートパイプ等による熱交換を促進し断熱装置による断熱効果をさらに向上できる断熱装置を提供することができる。
【００４１】
本発明は、請求項１ないし９の何れか１つに記載の断熱装置を有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する断熱装置による断熱を行いつつ、画像形成を行うことができるから、小型化が可能であるとともに良好な画像形成を行うことができ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】本発明を適用した断熱装置及びこの断熱装置を備えた画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】本発明を適用した断熱装置の具体的構成を示す側視図である。
【図３】断熱装置に備えられたヒートパイプ、放熱部材、ヒートシンクの配設態様を示す斜視図である。
【図４】熱遮蔽部材を複数、層状に配設した構成態様を示す側視図である。
【図５】熱遮蔽部材を複数、層状に配設し、各熱遮蔽部材間に間隙を設けた構成態様を示す側視図である。
【図６】放熱部材を冷却する冷却手段を配設した構成態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
２０　　画像形成装置
２１　　要昇温防止部
２５　　発熱部
３０　　断熱装置
４１　　熱遮蔽部材
４２　　ヒートパイプ
４３　　放熱部材
４４　　ヒートシンク
５０　　冷却手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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