(57)【要約】【課題】  効率的に紙葉類との熱交換を行なうための紙葉類熱伝達装置及び、この紙葉類熱伝達装置間の熱移動を容易にさせた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプ１と、ヒートパイプ１を軸として回転可能に設置された中空ローラ２と、中空ローラ２の内面とヒートパイプ１の表面の間に充填された流体状の充填物質３とを具備する。【選択図】  図１
2009134122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプを軸として回転可能に設置された中空ローラと、
前記中空ローラの内面と前記ヒートパイプの表面の間に充填された流体状の充填物質とを具備することを特徴とする紙葉類熱伝導装置。
【請求項２】
前記中空ローラと対となりニップを形成するように設置された対向ローラとを具備することを特徴とする請求項１記載の紙葉類熱伝導装置。
【請求項３】
前記対向ローラ内に配置された磁石とを具備し、前記充填物質は流体中に磁性体が分散された磁性流体を含むことを特徴とする請求項２記載の紙葉類熱伝動装置。
【請求項４】
液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに対向配置された駆動ローラと、
前記ヒートパイプと前記駆動ローラとの間に掛け渡されたベルトと、
前記ベルトと前記ヒートパイプの間に充填された流体状の充填物質とを具備することを特徴とする紙葉類熱伝動装置。
【請求項５】
前記ベルトと対となりニップを形成するように配置された対向ローラとを具備することを特徴とする請求項４記載の紙葉類熱伝動装置。
【請求項６】
前記対向ローラ内に配置された磁石とを具備し、前記充填物質は流体中に磁性体が分散された磁性流体を含むことを特徴とする請求項５記載の紙葉類熱伝動装置。
【請求項７】
液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、前記ヒートパイプを軸として回転可能に設置された中空ローラと、前記中空ローラの内面と前記ヒートパイプの表面の間に充填された流体状の充填物質とを具備する第１及び第２の紙葉類熱伝導装置と、
前記第１及び第２の紙葉類熱伝動装置を接続するパイプと、
前記第１の紙葉類熱伝動装置から搬送された紙葉類に形成されたトナー像を加熱し定着させた後、前記紙葉類を前記第２の紙葉類熱伝動装置へ搬送する定着ローラとを具備し、
前記流体は前記第２の紙葉類熱伝導装置で気相へ相変化し前記第１の紙葉類熱伝動装置に移動され液相に相変化することで、前記第２の紙葉類熱伝動装置から前記第１の紙葉類熱伝動装置へ熱を移動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の紙葉類熱伝動装置における中空ローラとそれぞれ対となりニップを形成するように設置された対向ローラとを具備することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記対向ローラ内に配置された磁石とを具備し、前記充填物質は流体中に磁性体が分散された磁性流体を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、前記ヒートパイプに対向配置された駆動ローラと、前記ヒートパイプと前記駆動ローラとの間に掛け渡されたベルトと、前記ベルトと前記ヒートパイプの間に充填された流体状の充填物質とを具備する第１及び第２の紙葉類熱伝動装置と、
前記第１及び第２の紙葉類熱伝動装置を接続するパイプと、
前記第１の紙葉類熱伝動装置から搬送された紙葉類に形成されたトナー像を加熱し定着させた後、前記紙葉類を前記第２の紙葉類熱伝動装置へ搬送する定着ローラとを具備し、
前記流体は前記第２の紙葉類熱伝導装置で気相へ相変化し前記第１の紙葉類熱伝動装置に移動され液相に相変化することで、前記第２の紙葉類熱伝動装置から前記第１の紙葉類熱伝動装置へ熱を移動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の紙葉類熱伝動装置における中空ローラとそれぞれ対となりニップを形成するように設置された対向ローラとを具備することを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記対向ローラ内に配置された磁石とを具備し、前記充填物質が流体中に磁性体が分散された磁性流体を含むことを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
請求項７乃至請求項１２に記載の画像形成装置において、前記第１の紙葉類熱伝動装置の方が前記第２の紙葉類熱伝動装置よりも高い位置に設置されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類熱伝動装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ複合機(MFP：Multi Functional Printer)等の画像形成装置は、トナー画像を用紙に熱定着するための発熱体である定着器が設けられている。この定着器はMFP全体の消費電力量の約７割を占めている。
【０００３】
特許文献１には、定着器に送られる定着前の用紙に、定着器から搬出された定着済みの用紙の熱を、ヒートパイプを介して伝達する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、用紙とヒートパイプ間の摩擦力により、用紙の搬送に合わせてヒートパイプを回転させる技術が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１２２４６７公報
【特許文献２】特開２００６−９８９１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の技術では、効率的にローラからヒートパイプに熱を伝達することが困難であるという問題がある。また、特許文献２の技術では、ヒートパイプに直接用紙が接触しているため熱伝達効率は高いが、回収した熱をどのように予備過熱に用いるか不明である。
【０００６】
そこで本発明は、効率的に紙葉類との熱交換を行なうための紙葉類熱伝達装置及び、この紙葉類熱伝達装置間の熱移動を容易にさせた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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプを軸として回転可能に設置された中空ローラと、
前記中空ローラの内面と前記ヒートパイプの表面の間に充填された流体状の充填物質とを具備することを特徴とする紙葉類熱伝導装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに対向配置された駆動ローラと、
前記ヒートパイプと前記駆動ローラとの間に掛け渡されたベルトと、
前記ベルトと前記ヒートパイプの間に充填された流体状の充填物質とを具備することを特徴とする紙葉類熱伝動装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、前記ヒートパイプを軸として回転可能に設置された中空ローラと、前記中空ローラの内面と前記ヒートパイプの表面の間に充填された流体状の充填物質とを具備する第１及び第２の紙葉類熱伝導装置と、
前記第１及び第２の紙葉類熱伝動装置を接続するパイプと、
前記第１の紙葉類熱伝動装置から搬送された紙葉類に形成されたトナー像を加熱し定着させた後、前記紙葉類を前記第２の紙葉類熱伝動装置へ搬送する定着ローラとを具備し、
前記流体は前記第２の紙葉類熱伝導装置で気相へ相変化し前記第１の紙葉類熱伝動装置に移動され液相に相変化することで、前記第２の紙葉類熱伝動装置から前記第１の紙葉類熱伝動装置へ熱を移動させることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプと、前記ヒートパイプに対向配置された駆動ローラと、前記ヒートパイプと前記駆動ローラとの間に掛け渡されたベルトと、前記ベルトと前記ヒートパイプの間に充填された流体状の充填物質とを具備する第１及び第２の紙葉類熱伝動装置と、
前記第１及び第２の紙葉類熱伝動装置を接続するパイプと、
前記第１の紙葉類熱伝動装置から搬送された紙葉類に形成されたトナー像を加熱し定着させた後、前記紙葉類を前記第２の紙葉類熱伝動装置へ搬送する定着ローラとを具備し、
前記流体は前記第２の紙葉類熱伝導装置で気相へ相変化し前記第１の紙葉類熱伝動装置に移動され液相に相変化することで、前記第２の紙葉類熱伝動装置から前記第１の紙葉類熱伝動装置へ熱を移動させることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ヒートパイプを軸としてローラやベルトを回転可能に形成しているので、紙葉類の搬送を容易に行ないかつ、ヒートパイプとローラやベルト間に熱を伝達しやすい流体状の充填物質を設けているので熱伝達効率も向上できる。またヒートパイプは軸として用いているのでそれ自体回転させる必要が無いのでヒートパイプの配管の這わせ方など自由度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を用いて本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく種々組み合わせて用いることができる。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態１に係る紙葉類熱伝動装置の断面図である。
【００１４】
この紙葉類熱伝動装置１００は、液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプ１と、このヒートパイプ１を軸として回転可能に設置された中空ローラ２と、この中空ローラ２の内面とヒートパイプ１の表面の間に充填された流体状の充填物質３とを有している。
【００１５】
中空ローラ２の両端部には、それぞれ充填物質３が外部に漏れないように、軸シール４が形成されている。また、中空ローラ２は、軸シール４の内側に形成されたベアリング５によって、ヒートパイプ１を軸として回転可能になっている。
【００１６】
ヒートパイプ１は、銅などで作成された一般的なヒートパイプで、例えば水などの流体が内部に充填され、この流体が液相と気相との相変化を繰り返しながら熱を軸方向に移動可能となっている。
【００１７】
中空ローラ２は、表面が紙葉類に接触することでヒートパイプ１を軸として回転し紙葉類を搬送可能となっており、また紙葉類に熱を伝達し或いは紙葉類から熱を回収するようになっている。また、中空ローラ２は、例えば薄肉ローラに使用されている４０μｍ厚の不銹鋼など容易に変形可能な材料で作成されている。なお、中空ローラ２は紙葉類の搬送タイミングに合わせてタイミングベルトやギアなどを用いて駆動するようにしてもよい。
【００１８】
充填物質３は、ヒートパイプ１と中空ローラ２の間の空間を満たしており、ヒートパイプ１表面と中空ローラ２の内面の熱伝達率を高くする機能を有している。また、充填物質３は、中空ローラ２の回転を潤滑する機能を持ち、かつ作動温度において不揮発である材料を用いる。
【００１９】
例えば、充填物質３として、熱伝導グリス、液体金属、水、ＦｅやＣｏなどの磁性金属やフェライトなどの磁性化合物からなる磁性微粒子が流体中に分散された磁性流体、微小な金属と鉱物油の混合物質、潤滑用鉱物油などから選択する。
【００２０】
軸シール４は、充填物質３が中空ローラ２から漏出しないような構造であり、充填物質３の粘度など設計により漏出する恐れの無い場合は設置しなくてもよい。設置する場合は例えばオイルシール、磁性流体シール、Oリングシール、ウィルソンシールなどの回転軸シール方法を適用する。
【００２１】
ベアリング５は、中空ローラ２がヒートパイプ１の周囲を低摩擦で回転するための構造であり、公知のベアリング技術を応用する。
【００２２】
図２は、図１に示した紙葉類熱伝導装置１００に対向ローラ６を対向して設置させたときの断面図である。
【００２３】
このように紙葉類熱伝導装置１００は、MFPなどに設置される際には対向ローラ６が配置され、二つのローラで用紙を挟んで回転し搬送する間に熱交換を行なう構成となる。対向ローラ６は、適当な押付力が働いており、中空ローラ２とニップ部を形成するように設計されている。
【００２４】
対向ローラ６は、中空ローラ２との適切なニップ幅を得るために、柔らかいゴムローラ、またはスポンジローラなど用いることができる。対向ローラ６と中空ローラ２との間に形成されるニップ部によって高温の用紙７との接触面積が適当に取れるので熱を効率的に伝導させることが可能となる。
【００２５】
また、対向ローラ６を中空ローラ２へ適当に押し付けることで、中空ローラ２の表面が変形し、中空ローラ２の内面とヒートパイプ１の表面を近接させることが可能となり、このことによっても熱伝導量を増加させることができる。
【００２６】
用紙７は、一般的なMFPでは排紙の温度は80℃〜100℃程度である。なお、ここではまず用紙７が高温熱源、ヒートパイプ１が低温熱源である場合を想定して記述しているが、逆に定着器への給紙側では用紙７が低温熱源、ヒートパイプ１が高温熱源となる。
【００２７】
次に、図３及び図４を用いて、紙葉類熱伝導装置１００の軸シール４及びベアリング５について具体例を２つ説明する。
【００２８】
先ず、図３に示すように、中空ローラ２の端部をフランジ状に加工して軸半径をもたせ、ヒートパイプ１と中空ローラ２との間にOリングなどの軸シール４およびベアリング５を配置する。
【００２９】
充填物質３としては、ある程度粘度を高くしておりオーリングでも漏れなく設計することができる。
【００３０】
また、図４に示すように、ヒートパイプ１の外周に固定部材８を設け、中空ローラ２の径の外側にベアリング５と固定部材８を固定することにより、外周側から中空ローラ２を支持する。軸シール４は例えばベアリング５の内側に設置する。
【００３１】
図３及び図４に示したような軸シール４及びベアリング５により、中空ローラ２を回転可能でかつ充填物質３が漏出しない状態で保持できる。
【００３２】
図５は、本発明の実施形態２に係る画像形成装置の概念図である。
【００３３】
図５に示すように、この画像形成装置２００は、図１で説明した第１の紙葉類熱伝導装置１２０及び第２の紙葉類熱伝導装置１１０と、第１及び第２の紙葉類熱伝動装置１２０、１１０を接続するパイプ１３０と、第１の紙葉類熱伝動装置１２０から搬送された紙葉類７に形成されたトナー像を加熱し定着させた後、紙葉類７を第２の紙葉類熱伝動装置１１０へ搬送する定着ローラ２０とを有している。
【００３４】
ヒートパイプ内にある流体は、第２の紙葉類熱伝導装置１１０で気相へ相変化し第１の紙葉類熱伝動装置１２０に移動され液相に相変化することで、第２の紙葉類熱伝動装置１１０から第１の紙葉類熱伝動装置１２０へ熱を移動させるようになっている。また、ヒートパイプ内にある流体は、第１の紙葉類熱伝導装置１２０で液相へ相変化し第２の紙葉類熱伝導装置１１０に移動され気相に相変化することで、第２の紙葉類熱伝導装置１１０で紙葉類７から熱を回収する。
【００３５】
パイプ１３０は、紙を冷却する排紙側の紙葉類熱伝導装置１１０及び紙をプレヒートする給紙側の紙葉類熱伝導装置１２０の軸となるヒートパイプを連結するヒートパイプであり、部位で名称を分けてはいるが各ヒートパイプは連続した一本の筒状の構造である。このように本発明によれば、紙葉類熱伝導装置１１０、１２０に用いるヒートパイプは軸として固定されているのでパイプの配管設計が容易であるため設計自由度が増す。
【００３６】
この画像形成装置２００では、排紙側の第２の紙葉類熱伝導装置１１０は、定着ローラ２０から排出される高温の用紙７と熱交換を行ない用紙７を冷却する。また、給紙側の第１の紙葉類熱伝導装置１２０は定着ローラ２０に供給される前の低温の用紙７と熱交換を行ない、用紙７を加熱する。
【００３７】
パイプ１３０は、排紙側の第２の紙葉類熱伝導装置１１０から給紙側の第１の紙葉類熱伝導装置１２０へ熱を伝達する。ここで用紙７は連続供給される状態を想定している。よってカット紙に印刷する場合では給紙側で熱交換する用紙７と、排紙側で熱交換する用紙７は別の紙である。用紙７がロール紙の場合には熱交換する部位が変わる。定着ローラ２０は一定温度に制御されており、供給された用紙を定められた温度に加熱してトナーを用紙に定着させる機能をもつ。
【００３８】
次に、図５を用いて紙の温度変化に注目してシステムフローを説明する。
【００３９】
先ず、例えば表面温度が２０℃で供給された用紙７が、給紙側の第１の紙葉類熱伝導装置１２０を通過すると、紙葉類熱伝導装置１２０との熱交換により２０＋Ｘ℃に加熱される。次に、定着ローラ２０を通過した用紙７は規定温度の例えば１００℃に加熱され、表面に形成されたトナーが定着される。次に、定着ローラ２０から排出された表面温度が１００℃の用紙７は、排紙側の第２の紙葉類熱伝導装置１１０を通過すると、熱交換され１００−Ｙ℃に冷却される。第２の紙葉類熱伝導装置１１０で回収された熱は、パイプ１３０を通り第１の紙葉類熱伝導装置１２０に伝達されプレヒートに利用される。
【００４０】
定着ローラ２０は、一定温度に制御されているため、供給される用紙７の温度が上昇していれば、その上昇分のエネルギー分だけ用紙７を暖めなくてもよいので消費電力を削減することができる。
【００４１】
次に、図５に示した画像形成装置２００における回収可能な熱量を算出する。
【００４２】
図６は、図５を簡略化し各部に仮定した温度を記した図である。
【００４３】
先ず、図６に示すように、定着器から排出された高温の用紙の温度を１００℃、定着器に供給される常温の用紙の温度を２０℃とする。第１の紙葉類熱伝導装置１２０及び第２の紙葉類熱伝導装置１１０の表面温度はそれぞれ用紙７の温度と同じ２０℃、１００℃になっており、パイプ１３０の温度は中間の６０℃となっている。第１の紙葉類熱伝導装置１２０と第２の紙葉類熱伝導装置１２０の熱伝達能力は同じであると仮定する。
【００４４】
図７は、図６のシステムの断面図で、系の各定数を記した図である。
【００４５】
中空ローラ２と対向ローラ６とのニップ幅をＤ、ヒートパイプ１と中空ローラ２の間隔をＬ、充填物質３の熱伝導率をｋ、ヒートパイプ１の直径をφ３０ｍｍ、パイプ１３０の長さを３００ｍｍとする。中空ローラ２の幅は、A3型用紙が通過可能な幅である２９７ｍｍとする。
【００４６】
はじめに、中空ローラ２とヒートパイプ１の間を単位時間あたりに輸送可能な熱量Qを算出する。ニップ幅Ｄを１０ｍｍと仮定すると、熱伝達面積Aはニップ面積 = 0.297×0.01 = 2.97×10-3 [m2]である。また中空ローラ２とヒートパイプ１間の温度差はΔＴ = 40 [K]である。このことから熱量Qは熱抵抗Rの定義式より、
Q=ΔＴ／Ｒ＝ΔＴｋＡ／Ｌ＝ｋ／Ｌ×０．１２    [J/s]  （１）
となる。熱伝導率kに一般的に使用される熱伝導グリスの値k = 5 [W/m・K]を、中空ローラ２とヒートパイプ１間の距離Lを2mmと仮定してL = 2×10-3 [m]を代入すると、
Q = 300  [J/s]  （２）
となる。よって本発明の紙葉類熱伝導装置は、中空ローラ２からヒートパイプ１にQ = 300 [J/s]程度の熱伝達能力があることが見積もられる。
【００４７】
続いて用紙７の搬送速度を考慮し、1枚のA4サイズ用紙から回収可能な熱量を見積もる。我々の実験より印刷されたA4サイズ（297×210ｍｍ）普通用紙１枚の熱容量は約13[J/K]であると算出されている。用紙搬送速度をMFPで一般的な0.3[m/s]と仮定すると、長さ２１０ｍｍのA4サイズ用紙がローラを通過する時間は0.7[s]である。この時間内に中空ローラ２からヒートパイプ１に伝達可能な熱量は、
300×0.7 = 210 [J]
である。この熱量はA4サイズ普通用紙１枚の熱容量に対し約16℃の温度変化に相当する。つまり本発明の紙葉類熱伝導装置では、搬送されている用紙７の温度を約16℃変化させることができる。
【００４８】
次に、第１の紙葉類熱伝導装置１２０と第２の紙葉類熱伝導装置１１０を連結するパイプ１３０の熱輸送能力を見積もる。
【００４９】
図８は、第１の紙葉類熱伝導装置１２０と第２の紙葉類熱伝導装置１１０とこれを連結するパイプ１３０の上面図である。
【００５０】
先ず、ヒートパイプ１については例えば、住友軽金属製のφ32 mm、全長1000 mm、蒸発部（高温部）長さLe = 200mm、凝縮部（低温部）長さLc = 200 mmのヒートパイプを図８に示すようにコの字状に曲げて配管し用いることを想定する。このヒートパイプは、水平ヒートモードで380 [W]、ボトムヒートモードでは4400 [W]の熱輸送能力がある。
【００５１】
また、図８に示した寸法に基づき、一般的なヒートパイプの理論式を用いて熱輸送能力を見積もった結果、水平ヒートモードで93[W]の熱輸送能力があると求められた。これらの値は（２）で算出したQ = 300 [J/s] = [W]とオーダーの合った値であり、熱設計として矛盾なく実現できる。
【００５２】
我々の行なった実験に基づく試算では、定着器への給紙を10℃プレヒートできると、MFP全体の消費電力をピーク時で10%削減できることが示されている。よって本提案のローラ型ヒートパイプを応用した図５に示したようなプレヒートシステムの実施により、中空ローラ２の駆動エネルギーを考慮に入れても、MFPのピーク時消費電力が例えば1500Whから1350Whへ 10 %削減可能である。
【００５３】
また、充填物質３について、熱伝導グリスを使用すると粘度が高く中空ローラ２が回転しにくくなる恐れがある。その場合潤滑油等で一般的に使用されている鉱物油(熱伝導率k=0.15[W/m・K])の使用が想定されるので、その場合の中空ローラからヒートパイプ１への熱伝達能力を見積もる。潤滑油膜厚さLの寸法を例えば0.1[mm]になるよう設計し中空ローラからヒートパイプへの熱伝達能力を同様に算出すると、
Ｑ＝ｋ／Ｌ×０．１２＝（０．１５×０．１２）／０．０００１＝１８０  [J/s]  （３）
となり、先程求めた熱伝導グリスの使用を仮定した計算結果（２）とあまり変わらない。よって設計を工夫すればMFP全体のピーク消費電力を10%削減できる程度の熱設計は無理なく行なえる。
【００５４】
図９は、本発明の実施形態３に係る紙葉類熱伝導装置の横方向から見た断面図（ａ）と縦方向から見た断面図（ｂ）である。
【００５５】
図９に示すように、この紙葉類熱伝導装置１００は、充填物質３として磁性流体を使用し、対向ローラ６の内部の対向ローラ軸１０の周りにマグネット９を配置している。こうすることによりマグネット９の磁力によって充填物質３が少量でも常に対向ローラ６側に位置するようにできる。これにより充填物質３の熱容量を少なく設計でき、ヒートパイプ１と中空ローラ２の間の熱交換速度が早くなるメリットがある。この紙葉類熱伝導装置１００を用いても図５に示す画像形成装置を構成することができる。
【００５６】
図１０は、本発明の実施形態４に係る紙葉類熱伝導装置の横方向から見た断面図（ａ）と縦方向から見た断面図（ｂ）である。
【００５７】
図１０に示すように、この紙葉類熱伝導装置３００は、液相と気相との相変化を繰り返しながら移動可能な流体を内部に有するヒートパイプ１と、ヒートパイプ１に対向配置された駆動ローラ１２と、ヒートパイプ１と駆動ローラ１２との間に掛け渡されたベルト１１と、ベルト１１とヒートパイプ１の間に充填された流体状の充填物質３とを有している。
【００５８】
また、この紙葉類熱伝導装置３００は、充填物質３として磁性流体を使用し、対向ローラ６の内部の対向ローラ軸１０の周りにマグネット９を配置している。こうすることによりマグネット９の磁力によって充填物質３が少量でも常に対向ローラ６側に位置するようにできる。これにより充填物質３の熱容量を少なく設計でき、ヒートパイプ１と中空ローラ２の間の熱交換速度が早くなるメリットがある。
【００５９】
また、この紙葉類熱伝導装置３００のベルト１１は、例えば不銹鋼40μm厚の薄板で、用紙と接触して熱交換を行なう。駆動ローラ１２はベルト１１に駆動力を与えるローラであり、例えばステッピングモータに接続されたタイミングベルトなどの駆動方法により駆動される。ベルト１１とヒートパイプ１の潤滑には公知の技術を利用する。この紙葉類熱伝導装置３００を用いても図５に示す画像形成装置を構成することができる。
【００６０】
図１１は、本発明の実施形態５に係る紙葉類熱伝導装置の断面図である。
【００６１】
図１１（ａ）は、複数の細径のヒートパイプ１を束ねた周りを金属部材１３で充填し、全体が円柱状になるようにした構造である。
【００６２】
また、図１１（ｂ）は、一本のやや細めのヒートパイプ１を金属部材１３で補強し、かつヒートパイプ位置を偏心させて対向ローラに近い位置に配置した構造である。６は対向ローラで２は中空ローラである。図１で説明したように中空ローラ２は、金属部材１３にて補強されたヒートパイプ１を軸として回転可能となっている。
【００６３】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、ヒートパイプの軸構造を金属部材１３によって補強することで熱伝導を保ったまま装置の信頼性を向上させることができる。
【００６４】
図１２は、本発明の紙葉類熱伝導装置を画像形成装置に応用した実施形態７に係る概念図である。図５と同じ箇所は同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
図１２に示すように、この画像形成装置は、高温側の第２の紙葉類熱伝導装置１１０を下側に、冷却側の第１の紙葉類熱伝導装置１２０をそれより上側に配置することで、紙葉類熱伝導装置１２０で液相に相変化した流体がパイプ１３０内を上から下へ流れやすいようになっているので作動液の還流を促進できる。この画像形成装置では、用紙の搬送経路を水平にするために、プレヒート側の第１の紙葉類熱伝導装置１２０をその対向ローラ６の上側に配置し、冷却側の第２の紙葉類熱伝導装置１１０をその対向ローラ６の下側に配置している。このようにすることで作動液の還流を促進しヒートパイプの熱伝達能力を高めることができる。
【００６６】
図１３は、本発明の紙葉類熱伝導装置を画像形成装置に応用した実施形態８に係る概念図である。図５と同じ箇所は同じ符号をつけて詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１３に示すように、この画像形成装置は、搬送路全体を排紙方向が下がるように斜めに設計している。こうすることによっても紙葉類熱伝導装置１２０で液相に相変化した流体がパイプ１３０内を上から下へ流れやすいようになっているので作動液の還流を促進でき、ヒートパイプの熱伝達能力を高めることができる。
【００６８】
以上本発明について詳細に説明したが、これらの実施形態に限らず、本発明の紙葉類熱伝導装置で回収した熱を、搬送ガイド、給紙台、転写ベルトなどを加熱するために用いることもできる。また、回収した熱を用紙の加熱以外にも、静電気発生を防止するための温風などの熱源への利用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態１に係る紙葉類熱伝動装置の断面図。
【図２】図１に示した紙葉類熱伝導装置１００に対向ローラ６を対向して設置させたときの断面図。
【図３】紙葉類熱伝導装置１００の軸シール４及びベアリング５について具体例。
【図４】紙葉類熱伝導装置１００の軸シール４及びベアリング５について具体例。
【図５】本発明の実施形態２に係る画像形成装置の概念図。
【図６】図５を簡略化し各部に仮定した温度を記した図。
【図７】図６のシステムの断面図。
【図８】第１の紙葉類熱伝導装置１２０と第２の紙葉類熱伝導装置１１０とこれを連結するパイプ１３０の上面図。
【図９】本発明の実施形態３に係る紙葉類熱伝導装置の横方向から見た断面図（ａ）と縦方向から見た断面図（ｂ）。
【図１０】本発明の実施形態４に係る紙葉類熱伝導装置の横方向から見た断面図（ａ）と縦方向から見た断面図（ｂ）。
【図１１】本発明の実施形態５に係る紙葉類熱伝導装置の断面図。
【図１２】本発明の紙葉類熱伝導装置を画像形成装置に応用した実施形態６に係る概念図。
【図１３】本発明の紙葉類熱伝導装置を画像形成装置に応用した実施形態７に係る概念図。
【符号の説明】
【００７０】
１  ヒートパイプ
２  中空ローラ
３  充填物質
４  軸シール
５  ベアリング
６  対向ローラ
７  用紙
８  固定部材
９  マグネット
１０  対向ローラ軸
１１  ベルト
１２  駆動ローラ
１３  金属部材
２０  定着ローラ
１００  紙葉類熱伝導装置
１１０  定着器の排紙側に設置した紙葉類熱伝導装置
１２０  定着器の給紙側に設置した紙葉類熱伝導装置
１３０  パイプ
２００  画像形成装置
３００  紙葉類熱伝導装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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