(57)【要約】【課題】本発明の目的は、多層構造の外装カバーによる防音効果を維持しつつ、その外装カバー表面からの自然放熱を高め、装置内で発生した熱を効率良く装置外へ放熱し、装置内の昇温を抑えることである。【解決手段】記録材上に形成されたトナー像を熱により定着する定着器１１と、外装カバー１００とを有する画像形成装置において、外装カバー１００は金属製の壁１０１，１０２と音を吸音する吸音部材を有する中間層１０３の多層構成になっており、中間層１０３には吸音部材よりも熱伝導性の高い熱伝導性部材１０４を有する構成の外装カバー１００が設けられていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上に形成されたトナー像を熱により定着する定着ユニットと、外装カバーとを有する画像形成装置において、
外装カバーは金属層または樹脂層と音を吸音する吸音部材を有する吸音層の少なくとも２重層構成になっており、吸音層には吸音部材よりも熱伝導性の高い熱伝導性部材を有する構成の外装カバーが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記外装カバーは前記熱伝導性部材を複数有し、前記定着ユニットの投影面の面積をＡ（ｍ２）、前記複数の熱伝導性部材の総投影面積をＢ（ｍ２）、前記熱伝導性部材の熱伝導率をκ（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）としたとき、Ｂ≧０．２Ａ／κ、を満たすように、前記複数の熱伝導性部材を前記金属層又は樹脂層に接するように前記吸音層に設けた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】
前記外装カバーは定着ユニットの記録材の搬送方向下流側の外装カバーであることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記熱伝導部材は吸音部材を貫通していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記熱伝導性部材は、金属、シリコーン、又は熱伝導性グリースであることを特徴とする請求項１から４のいず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、吸音層を有する多層構造の外装部材と、装置内部に熱源を持つ画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置には、画像形成時に間欠又は定常で動作する、レーザスキャナ、モータ、ソレノイド、クラッチ等の部品が使用されている。これらの部品は、その動作時に少なからず騒音を発生させている。またこれらの部品はその物が発生させる騒音のみならず、これらの部品が発生させる振動により周囲の部品が共振して騒音を発生させることがある。また画像形成装置では記録紙等のシートを搬送するが、シートを搬送する時、シートの摺擦や座屈、打突などにより発生する騒音もある。そこで、装置内部で発生する騒音自体を抑えたり、装置内で発生する騒音が装置外へ漏れることを抑えたりして、前述した騒音を低下させるための対策が従来から行われている。
【０００３】
装置外へ音が漏れるのを抑える対策は、通常、外装カバーで行っている。外部へ伝わる音は、外装カバー同士の繋ぎ目部やルーバー部等から漏れてくる漏れ音と、外装カバーを透過してくる透過音とがある。通常、漏れ音に関しては、外装カバーの隙間を埋めて対応する方法がとられる。一方、透過音に関しては、固体層や空気層を交互に積層した多層構造の外装カバーの遮音効果が高いことが知られている。装置内で発生した音波は、空気を媒体として伝達する。しかしながら、外装カバー等の固体層が間に介在した場合、気体と液体や固体の境界面ではインピーダンスが桁違いに変化する。このため、その境界面において音のエネルギーはほぼ１００％反射し、音波の形で境界面の先に入ることはほとんど無い。つまり外部へ聞こえる外装カバーを透過してくる音は、音波の持つ力学的な力によりその固体層が振動し、その振動により反対側にある空気層が振動して発生している。ここで、前記透過音が固体層を透過する際、固体層の種類による透過損失が発生する。この透過損失は固体層の材料には関係なくその質量のみで決定される。このため、密度の高い材料を使用すれば固体層を透過する音は減衰し、反対側にある空気層を振動させるエネルギーも減衰するため、透過音は小さくなる。更には固体層に多孔質からなる吸音材を用いても透過音は小さくなる。このような理由から、多層構造の外装カバーは、その遮音効果を高めるために、内壁・外壁に板金や樹脂を使用し、その２つの壁間の中間層に空気層や吸音材を用いている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３４８０７９
【特許文献２】実開平６−３４９５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、多層構造の外装カバーは遮音効果が高いため防音対策としては非常に有効であるが、空気層や吸音材は同時に断熱材として機能する。画像形成装置は定着器や電源等の発熱体を持っているが、不要な熱は装置外へ排熱する必要がある。通常、排熱は冷却ファンを用いた強制排熱や、外装カバー表面からの自然放熱等により行っている。多層構造の外装カバーは前述したように、防音と同時に断熱もしてしまうため、外装カバー表面からの自然放熱は期待することができない。この外装カバー表面からの自然放熱による排熱分を補うために、冷却ファンを用いた強制排熱の能力を上げることが考えられる。冷却ファンを用いた強制排熱の能力を上げるには、ファンのサイズを大きくしたり、ファンの回転数を上げたり、ルーバー等の外装カバーの開口部を大きくしたりする方法がある。しかしながら、これらの方法では、前述の外装カバーによる防音効果を低下させてしまうことになる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、多層構造の外装カバーによる防音効果を維持しつつ、その外装カバー表面からの自然放熱を高め、装置内で発生した熱を効率よく装置外へ放熱し、装置内の昇温を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、記録材上に形成されたトナー像を熱により定着する定着ユニットと、外装カバーとを有する画像形成装置において、外装カバーは金属層または樹脂層と音を吸音する吸音部材を有する吸音層の少なくとも２重層構成になっており、吸音層には吸音部材よりも熱伝導性の高い熱伝導部材を有する構成の外装カバーが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱源からの熱が前記吸音層に設けた熱伝導性部材を通して前記金属層又は樹脂層に伝達されるため、前記多層構造の外装カバーからの自然放熱効果が得られる。すなわち、前記多層構造の外装カバーは、その防音効果を維持しながら、その自然放熱効果を高めることができ、装置内の騒音だけでなく昇温をも抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
〔第１実施形態〕
図１〜図３を用いて、第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。まず図２を用いて画像形成装置の概略構成を簡単に説明し、次いで図１及び図３を用いて画像形成装置における外装部材について詳しく説明する。
【００１１】
図２では、画像形成装置として複写機を例示している。図２に示すように、使用者が原稿ガラス２０１上に原稿をセットし、コピーボタンを押すと、露光装置２０２は、原稿を照射しながら矢印ａ方向に移動し原稿全面を走査する。原稿読取装置２０２より原稿を照射した光は、第２，３ミラー２０３により折り返されてレンズによりＣＣＤ２０４に結像する。ＣＣＤ２０４により読み取られた原稿の情報は、画像処理部で電気信号に変換されて像露光装置であるレーザスキャナ５０に伝送される。帯電部材５４により画像形成部を構成する像担持体である感光ドラムは帯電される。そして、レーザスキャナ５０から射出された画像情報に対応するレーザ光は、帯電された感光ドラム５１を走査して結像され、感光ドラム５１表面に静電潜像を作る。この静電潜像は、現像器５２により現像される。したがって、感光ドラム５１にトナー像が形成される。
【００１２】
記録紙（記録材）は、給紙カセット１にセットされて複写機本体２５内に収められている。給紙カセット１が本体内にセットされると、記録紙は不図示のリフタモータにより給紙カセット１内を上昇して給紙可能な状態になる。記録紙は、給紙ローラ２の回転により移動を開始して、分離ローラ対３，４により１枚ずつ分離され、上流側搬送ローラ対５，６、搬送路９を経てレジストローラ対７，８に搬送される。
【００１３】
レジストローラ対７，８によりレジストを補正された記録紙は、搬送ローラ対２１，２２によって画像形成部へと搬送されて、すでに現像器５２により現像されたトナー像が、感光ドラム５１と転写部材である転写ローラ５３との間で転写される。画像形成部へ搬送される記録紙は、不図示の記録紙通過検知装置によって記録紙の通過を検知されて、トナー像の位置に合わせてタイミング良く画像形成部に送り込まれる。
【００１４】
トナー像が転写された記録紙は、感光ドラム５１から剥がされて、搬送路１０を経由して熱によりトナー像を記録材に定着するための定着手段である定着器１１に送り込まれる。本実施例では、定着器は画像形成装置に対して着脱可能のユニット構成である。記録紙は、定着器１１において熱によりトナー像を定着されて、排紙ローラ対１２，１３によって機外に排出され、排紙トレイ１４上に積載される。これによって、複写機２４は、記録紙の片面複写動作を終了する。記録紙の両面に画像を形成するときには、定着器１１を出た記録紙は、スイッチバック搬送された後、反転路３１を通過して再び画像形成部に送り込まれる。そして記録紙は、画像形成部で反対側の面に画像が形成される。以降の動作は片面複写動作と同様である。
【００１５】
次に画像形成装置における外装部材としての外装カバーについて詳細に説明する。
【００１６】
外装カバーは、通常、画像形成装置の下面を除く４つの側面と上面の５面全てに装着される。また外装カバーは、記録紙が装置内部に滞留した時の処理や、トナーや記録紙などの消耗品を供給するのに適するように適宜分割されている。
【００１７】
本実施形態では、金属層又は樹脂層と吸音層とを交互に積層した多層構造の外装カバーを前述の５面全てに採用している。具体的には、図１に示すように、多層構造の外装カバー１００は、金属層として板金で形成された内壁１０１及び外壁１０２を用い、この２つの壁１０１，１０２間の中間層１０３に吸音層として吸音材を用いている。
【００１８】
なお、金属層は金属で形成された層であり、前述の板金に限定されるものではない。また、金属層に限定されるものではなく、樹脂で形成された層（樹脂層）であっても良い。
【００１９】
ここで、中間層１０３に使用する吸音材は、音を吸収する吸音性を有すると同時に、多くの場合、断熱性を有している。このため、前記定着器１１や電源（不図示）等の発熱体（熱源）の近傍で多層構造の外装カバー１００を用いると、外装カバー表面（外壁１０２表面）からの自然放熱がほぼ期待できない。このため、このような発熱体の近傍では、より積極的にファン等の冷却手段を用いて強制排熱する必要がある。しかしながら、ファンを用いた強制排熱は、ファン自体の騒音や、排熱するための開口部からの漏れ音が発生するため、防音効果を低下させてしまうことになる。
【００２０】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、前記熱源の投影面に配置される外装カバー１００は、前記熱源からの熱を前記外壁１０２に伝達する熱伝導性部材１０４を有している。即ち、定着手段に対向する面積が大きい、或いは定着手段に対して記録材の搬送方向側の側板１００である。具体的には、図３に示すように、発熱体としての定着器１１の近傍（水平方向の投影面）に位置する外装カバー１００は、中間層１０３に熱伝導性部材１０４を部分的に配置している。この熱伝導性部材１０４は、内壁１０１及び外壁１０２に接するように、前記中間層１０３に部分的に配置されている。なお、発熱体により温まった装置内の空気は、その発熱体の水平方向より上方向へ滞留する。このため、発熱体の投影面としては、前述した水平方向の投影面だけでなく、発熱体の水平方向の投影面より上方の部分、または発熱体の垂直方向の投影面もある。これらの投影面の少なくともどれか１つに配置される外装カバー１００の中間層１０３に、熱伝導性部材１０４を部分的に設けている。以下、更に詳しく説明する。
【００２１】
従来の画像形成装置の外装カバーは、多くの場合、前述した多層構造の外装カバーではなく、ＡＢＳ等の樹脂で形成された単層構造の外装カバーを採用している。ＡＢＳ等の樹脂の熱伝導率は０．２（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）程度のものが多い。これに対して、多層構造の外装カバーの中間層１０３に用いる吸音材はポリウレタンやポリエチレン等の発泡材がよく使用される。これら発泡材の熱伝導率は０．０２（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）程度であり、樹脂の熱伝導率に比べて１／１０程度となっており、中間層１０３が断熱層として働いてしまう。これに対し内壁や外壁をなす金属の熱伝導率は、アルミが２００（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）程度、鉄が４５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）程度である。吸音材としては、上記以外にグラスウール、ロックウールなどを細い繊維を板状に成型したものであってもいい。
【００２２】
ここで、装置内部から外装カバーを介して装置外へと放熱される熱量は、フーリエの法則によると、熱量をＱ（Ｊ）、熱伝導率をκ（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）、高温側の温度Ｔｈ（Ｋ）、低温側の温度Ｔｌ（Ｋ）、接触面積Ａ（ｍ２）、外装の厚さａ（ｍ）、時間ｔ（ｓ）とすると、以下のような関係式（１）が成り立つことは知られている。
【００２３】
【数１】
2007316351.tif 000003
【００２４】
つまり、外装カバーの厚さを同じと仮定すれば、吸音材を用いた多層構造の外装カバーは、従来の単層構造の樹脂製外装カバーと比較して熱伝導率が１／１０程度であるため、１０倍放熱効果が劣ることが分かる。更には、通常の樹脂製外装カバーの厚さは２〜３ｍｍ程度のものが多いが、多層構造の外装カバーでは防音性を得るためにその２倍以上の厚さをとることが多い。このため、吸音材を用いた多層構造の外装カバーは、従来の単層構造の樹脂製外装カバーと比較して、２０倍以上放熱効果が劣ることが分かる。
【００２５】
そこで本実施形態では、多層構造の外装カバーで、防音効果を維持しつつ、前述した樹脂製外装カバーと同等以上の自然放熱効果が得られるように、以下のように構成している。
【００２６】
定着器１１等の熱源により温まった装置内の空気は、その熱源の水平方向より上方向へ滞留する。このため、熱源より水平方向投影面、または熱源の水平方向投影面より上方部分、または熱源の垂直方向投影面の少なくとも１つに配置される外装カバー１００に熱伝導性部材１０４を図１のように部分的に複数個配置している。この熱伝導性部材１０４は、吸音部材を貫通している構成であり、内壁と外壁とに接触して内壁から外壁への熱伝導性を高める構成となっている。
【００２７】
前述したフーリエの法則から、外装カバーにおける、熱源の投影面の投影面積をＡ（ｍ２）、複数の熱伝導性部材の総面積をＢ（ｍ２）、熱伝導性部材の熱伝導率をκすると、以下のような関係式（２）が成り立つ。
【００２８】
【数２】
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【００２９】
すなわち、上記式（２）を満たすように、多層構造の外装カバー１００の中間層１０３に熱伝導性部材１０４を配置すれば良い。これにより、多層構造の外装カバーであっても、その防音効果を維持しつつ、樹脂製外装カバーと同等以上の自然放熱効果を得ることができる。すなわち、多層構造の外装カバーによる防音効果を維持しつつ、その外装カバー表面からの自然放熱効果を高め、装置内で発生した熱を効率よく装置外へ放熱し、装置内の昇温を抑えることができる。
【００３０】
更に、図１に示す多層構造の外装カバー１００において、内壁１０１及び外壁１０２の熱伝導率に比べて、中間層１０３（吸音材）の熱伝導率は１／１０程度であるため、この中間層１０３での放熱効果はほとんど期待できない。そこで、この点を鑑みて上記式（２）を更に簡略化すると、以下のような関係式（３）が成り立つ。
【００３１】
【数３】
2007316351.tif 000005
【００３２】
ここで、中間層１０３に比べて熱伝導率が高い熱伝導性部材として、鉄を採用した場合、前述したように鉄の熱伝導率は４５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）程度であるため、上記式（３）は以下のようになる。
【００３３】
【数４】
2007316351.tif 000006
【００３４】
このため、例えば、熱伝導性部材１０４としてＭ３程度の鉄製のビスを用いて、前記ビスにより内壁１０１と外壁１０２を締結し、前記ビスを介して熱を伝導させる場合、中間層の約４２ｍｍ×４２ｍｍの面積にビスを１本以上配置すれば良い。これにより、発熱体からの熱を、中間層１０３に設けた熱伝導性部材１０４を介して内壁１０１から外壁１０２へ伝達することができ、外壁１０３からの自然放熱効果を高めることができる。すなわち、多層構造の外装カバーであっても、その防音効果を維持しつつ、単層構造の樹脂製外装カバーと同等以上の放熱効果を期待でき、装置内で発生した熱を効率よく装置外へ放熱し、装置内の昇温を抑えることができる。
【００３５】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、定着器や電源等の発熱体近傍に位置する多層構造の外装カバーを例示して、この外装カバーの吸音層に熱伝導性部材を配置した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。熱伝導性部材を内装カバーまたは外装カバーから露出させる構成であってもいい。
【００３６】
例えば、図４に示すように、背面カバー等の比較的面積の大きい外装カバーであっても良い。この外装カバーの吸音層に、比較的小さい熱伝導性部材１０４を複数個、所定の間隔を置いて配置しても良い。通常、電源等の発熱体は本体背面側に配置されることが多く、またモータ等の発熱体も本体背面側に分散されて配置されることが多い。特にモータは発熱体であると同時に騒音源でもある。このような場合は、外装部材としての背面カバーに防音効果と放熱効果が要求される。上述したように背面カバーの吸音層に複数個の熱伝導性部材を所定の間隔をおいて配置することにより、防音効果と放熱効果を背面カバーに持たせることができる。
【００３７】
また前述した実施形態では、金属層又は樹脂層と吸音層とを積層した多層構造の外装部材として、前記金属層又は樹脂層の間の中間層を前記吸音層とした多層構造の外装部材を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。金属層又は樹脂層と吸音層とを積層した多層構造の外装部材であれば、その他の多層構造の外装部材であっても良く、例えば前記金属層又は樹脂層の装置内面側に前記吸音層を積層した多層構造の外装部材であっても良い。
【００３８】
また前述した実施形態では、吸音層より熱導電性の高い熱伝導性部材として金属を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、電気部品の放熱のために使用されるシリコーン、熱伝導性グリース等の放熱部材（熱伝導率は１〜５（Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）程度）であっても良い。
【００３９】
また前述した実施形態では、熱源として、定着器、電源、モータ等の発熱体を例示したが、これらに限定されるものではなく、クラッチ、ソレノイド等のその他の発熱体も考えられる。これら発熱体の近傍に位置する多層構造の外装部材に本発明を適用することにより同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】多層構造の外装カバーを示す模式断面図
【図２】多層構造の外装カバーを有する画像形成装置の主断面図
【図３】外装カバーと熱源の配置の一例を示す斜視展開図
【図４】外装カバーの他の例を示す斜視展開図
【符号の説明】
【００４１】
１１  …定着器（発熱体）
１００ …外装カバー
１０１ …内壁（金属層）
１０２ …外壁（金属層）
１０３ …中間層（吸音層）
１０４ …熱伝導性部材
【図１】
2007316351.tif 000007
【図２】
2007316351.tif 000008
【図３】
2007316351.tif 000009
【図４】
2007316351.tif 000010