JPH10247052A - ヒートパイプを用いた冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却ファンを必要とせずに低コスト化及び省
スペース化を達成し、しかも騒音のアップ、消費電力の
アップ及び装置全体の大型化を回避しながら冷却性能の
向上を達成できる冷却装置を提供する。 【解決手段】 熱を受け取るヒートパイプと当該パイプ
に設けられ受け取った熱を放散させる放熱フィンを有す
る冷却装置において、上記放熱フィンがヒートパイプの
軸線に平行に且つ当該パイプ周囲に互いに角度間隔を有
して複数枚配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱源の熱をヒート
パイプで受けて外部へ熱伝達するための装置、特に複写
機やレーザプリンタ等のＯＡ機器におけるシート材冷却
装置に関するものであり、例えば画像形成装置の熱定着
部の作用で熱せられたシート材の温度低減に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】或る熱源を冷すために回転式のヒートパ
イプを用いて外部へ熱を伝達する熱伝達装置において、
従来はヒートパイプの少なくとも一端に複数枚の放熱フ
ィンを設け、当該放熱フィンに冷却媒体、例えば冷却空
気を供給するための冷却ファンを設ける構成が公知であ
り、一般的である。図８に概念的に示す熱伝達乃至冷却
装置の構成において、ヒートパイプ１の表面が熱源と接
することによって当該熱源から熱を奪い、その熱は瞬時
にヒートパイプ１内に拡散して（ヒートイン）一様にな
り、ヒートパイプ１の端部に互いに平行に且つヒートパ
イプの軸線方向に直交するように配置された複数枚の放
熱フィン２でなる放熱部から外部へ放熱される（ヒート
アウト）ようになっている。熱伝達効率を良くするため
に、放熱フィン２に冷却空気を供給するための冷却ファ
ン３が設置されるのが一般的である。しかしながら、こ
のような構成では、部品点数が多くなり、コスト高やス
ペース占有の割合が大きいなどの弊害を伴っている。

【０００３】このような熱伝達装置を画像形成装置に適
用したものとして、例えば実開平４−４６４５１号公報
に開示された記録シートの冷却装置がある。この冷却装
置は、図９に示すように、画像形成装置の熱定着部から
排出された記録シートを冷却しながら搬送するヒートパ
イプ１からなるシート冷却ローラと、当該シート冷却ロ
ーラの少なくとも一端に放熱フィン２と、搬送ベルト１
１とによって構成されており、ヒートパイプ１と搬送ベ
ルト１１のニップ部で記録シート１０から熱を奪うと、
その熱が瞬時にヒートパイプ１内に分散し、当該ヒート
パイプ（シート冷却ローラ）の放熱部に設けられた放熱
フィン２へ、冷却ファン３によって冷却空気を供給する
ことによって大気中へ放熱されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな冷却装置は上記熱伝熱装置と同様に部品点数が多
く、コスト高や大きなスペースを必要とするなどの弊害
がある。また冷却性能向上のためには、冷却ファンの回
転数アップ及び大型化を図らねばならず、騒音や消費電
力のアップに加え、冷却装置全体の大型化等の弊害があ
る。

【０００５】したがって本発明の課題は、上記従来技術
の問題点を解消し、冷却ファンを必要とせずに低コスト
化及び省スペース化を達成し、しかも騒音のアップ、消
費電力のアップ及び装置全体の大型化を回避しながら冷
却性能の向上を達成できる冷却装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
したがって、熱を受け取るヒートパイプと当該パイプに
設けられ受け取った熱を放散させる放熱フィンを有する
冷却装置において、上記放熱フィンがヒートパイプの軸
線に平行に且つ当該パイプ周囲に互いに角度間隔を有し
て複数枚配置されることによって解決される。

【０００７】また上記放熱フィンが互いに平行に且つヒ
ートパイプの軸線方向に直交するように複数枚配置され
ており、当該放熱フィンに直交し且つヒートパイプ周囲
に互いに角度間隔を有して配置された複数枚の羽根を放
熱ファンに配設するように構成されていても、上記課題
を解決できる。

【０００８】上記角度間隔が等間隔であれば空気の流れ
が定常的となり、好適である。また上記放熱フィンの冷
却空気流路上流側に冷却ファンを配置すれば、冷却効率
が向上して好ましい。更に上記冷却装置が取り付けられ
るべき本体装置に対して、冷却装置が本体装置筐体内に
位置し、案内路を介して外部空気が当該冷却装置に取り
入れられ排出されるようになっていれば、ヒートパイプ
の軸線に平行に配置されたフィン乃至羽根による冷却が
一層効果的となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、以下に詳細に説
明する。なお当然ながら、以下の実施形態は、本発明を
具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する
ものではない。

【００１０】図１（ａ）に本発明に係る冷却装置の基本
構成を概念的に示す。また図１（ｂ）は図１（ａ）の斜
視図構成を右側から見た放熱フィン部分での断面を表す
ものである。この基本構成は図８に示された従来公知の
基本構成と類似しており、熱源から熱を受け取るヒート
パイプ１と当該パイプ１に端部に設けられ受け取った熱
を放散させる放熱フィン２を有している。この実施形態
では、互いに平行に且つヒートパイプの軸線方向に直交
するように配置された複数枚の放熱フィン２に対して、
当該放熱フィン２に直交し且つヒートパイプ１の軸に対
して位相をずらして、言い換えれば、ヒートパイプ周囲
に互いに角度間隔を有するように複数枚の羽根４が配設
されている。これによって放熱部が横流式ファンを兼ね
ることとなる。放熱フィン２の他に別の羽根４を配設す
る代わりに、ヒートパイプ１の軸線に平行に且つ当該パ
イプ周囲に互いに角度間隔を有して複数枚の放熱フィン
を配置することも可能である。このようにすることで放
熱フィンが横流式のファンを兼ねることができる。

【００１１】これらの構成によって、ヒートパイプ１の
表面が熱源と接すると当該熱源から熱を奪うことがで
き、その熱は瞬時にヒートパイプ１内に拡散して一様に
なり、ヒートパイプ１の端部に配置された放熱フィン２
とこれに直交する複数枚の羽根４（又はヒートパイプの
軸線に平行に且つ当該パイプ周囲に互いに角度間隔を有
して複数枚配置された放熱フィン）でなる放熱部から外
部へ放熱される。ヒートパイプ１の軸線に平行に羽根乃
至放熱フィンが配設されているので、図１（ｂ）に示さ
れるように、この冷却装置がダクト（案内路）内に設置
されると、ヒートパイプ１の回転にしたがって冷却空気
が放熱部に導き入れられ、放熱フィン２と直交羽根４、
特に直交羽根４に冷却空気が効率良く当たり、その後に
当該ダクトから排出されて効率的な放熱を実現すること
となる。

【００１２】図２は、本発明に係る記録シート用冷却装
置を備えた画像形成装置を断面的に示す概略図である。
この画像形成装置は、当該冷却装置９の他に、給紙部
５、画像形成部６、熱定着部７及び両面部８を備えてい
る。これら給紙部等のユニットは従来公知のものである
ので、特にここで説明する必要のないものである。両面
部を備えない画像形成装置に本発明に係る冷却装置を適
用可能であることは云うまでもない。この冷却装置９は
熱定着部７よりシート搬送方向下流側に設置されてい
る。当該冷却装置９によって、熱定着部（７）通過後の
記録シートを冷却することによって、更に下流側に位置
する排紙部や両面スタッキング部（両面部）でのトナー
ブロッキングの防止並びに画像形成部６の感光体の温度
上昇の防止を図ることができるものである。

【００１３】両面部８では、給紙コロ８ａが時計回りに
回転することによって、片面複写済みの記録シートが反
転してスタック部（８ｂ）にスタックされる。そして、
記録シートが設定部数スタックされた後、給紙コロ８ａ
が反時計方向に逆転して、画像形成部６への再給紙を行
うようになっている。

【００１４】図３（ａ）に記録シート用冷却装置９の一
例を概念的に示す。また図３（ｂ）は図３（ａ）の斜視
図構成を右側から見た放熱フィン部分での断面を表すも
のである。この冷却装置９の基本構成は図９に示された
従来公知の基本構成と類似しており、ヒートパイプ１
と、当該パイプ１の少なくとも一端に設けられた放熱フ
ィン２と、搬送ベルト１１とを有している。また本実施
形態では、図１のものと同様に、互いに平行に且つヒー
トパイプの軸線方向に直交するように配置された複数枚
の放熱フィン２に対して、当該放熱フィン２に直交し且
つヒートパイプ１の軸に対して位相をずらして複数枚の
羽根４が配設されている。これによって放熱部が横流式
ファンを兼ねることとなる。図１での場合と同じく、放
熱フィン２の他に別の羽根４を配設する代わりに、ヒー
トパイプ１の軸線に平行に且つ当該パイプ周囲に互いに
角度間隔を有して複数枚の放熱フィンを配置することも
可能である。

【００１５】このような構成によって、ヒートパイプ１
と搬送ベルト１１のニップ部で記録シート１０から熱を
奪うと、その熱は瞬時にヒートパイプ１内に拡散して一
様になり、ヒートパイプ１の端部に配置された放熱部か
ら大気中へ放熱される。ヒートパイプ１の軸線に平行に
羽根乃至放熱フィンが配設されているので、図３（ｂ）
に示されるように、この冷却装置がダクト（案内路）内
に設置されると、ヒートパイプ１の回転にしたがって冷
却空気が放熱部に導き入れられ、放熱フィン２と直交羽
根４、特に直交羽根４に冷却空気が効率良く当たり、そ
の後に当該ダクトから排出されて効率的な放熱を実現す
ることとなる。したがって、冷却ファンを別途設けなく
とも冷却効率が上がり、低コスト化及び省スペース化を
図ることが可能となる。

【００１６】本実施形態では、図４（ａ）のように、ヒ
ートパイプ１が記録シート１０の上側に配置されている
が、図４（ｂ）のようにヒートパイプ１が記録シートの
下側に配置されていたり、図４（ｃ）に示すように、搬
送ベルトの代わりにゴムローラ１３等、他の挟持手段を
用いて構成するものでもよい。なお、図４中の符号１２
は記録シートの搬送路である。

【００１７】図５（ａ）に記録シート用冷却装置９の図
３とは異なる態様の例を概念的に示す。また図５（ｂ）
は図５（ａ）の斜視図構成を右側から見た放熱フィン部
分での断面を表すものである。この冷却装置９の基本構
成は、冷却ファン３を除き、図３に示された基本構成と
同じである。冷却フィン３は冷却空気流路の放熱フィン
２上流側に配置されている。このような構成では、図９
に示された従来公知の構成に比べて冷却ファン３を大型
化したり回転数をアップさせることなく、冷却能力の向
上を達成できる。

【００１８】図６に、画像形成装置外の冷却空気を放熱
フィン２に供給するように構成した実施形態を平面的に
概略して示す。この形態においては、画像形成装置の後
カバー１４に通風口が冷却装置の前後に位置するように
設けられている。また後カバー１４の内側空間に冷却空
気用通路を形成するように、隔壁１６が後カバー１４の
内側に取り付けられ、冷却装置を他のヒートパイプ部分
から隔てている。この構成によって、外気が後カバー１
４の通風口を通って冷却ファン３、放熱フィン２を通過
し、再び機外へ出て、放熱をなすこととなる。一般に機
内の空気よりも機外の空気の方が温度が低いので、機外
の空気を放熱フィン２に供給した方が冷却能力が向上す
る。

【００１９】図７に、画像形成装置の外側に放熱フィン
２を配設する構成の実施形態を概略的に示す。この形態
では、画像形成装置の後カバー１４の外側に補助カバー
１５を設け、その内部空間を冷却空気通路とし、当該内
部空間に放熱フィン２を突出させている。外気が補助カ
バー１５に設けられた通風口を介して限られた通路空間
を通ることによって、放熱フィン２とその直交羽根、特
に直交羽根に外気が効率良く当たり、効率的な放熱を実
現する。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、熱を受け取るヒートパ
イプと当該パイプに設けられ受け取った熱を放散させる
放熱フィンを有する冷却装置において、上記放熱フィン
がヒートパイプの軸線に平行に且つ当該パイプ周囲に互
いに角度間隔を有して複数枚配置されるので、放熱フィ
ンが横流式ファンを兼ねることになり、別途に冷却ファ
ンを設けることなく、冷却効率を上げることができ、低
コスト化及び省スペース化を図ることができる。

【００２１】また放熱フィンが互いに平行に且つヒート
パイプの軸線方向に直交するように複数枚配置されてお
り、当該放熱フィンに直交し且つヒートパイプ周囲に互
いに角度間隔を有して配置された複数枚の羽根を放熱フ
ァンに配設いるならば、非常に効率的な放熱を実現でき
る。

【００２２】放熱フィンの冷却空気流路上流側に冷却フ
ァンを配置すれば、冷却効率が一層向上する。また冷却
装置が取り付けられるべき本体装置に対して、冷却装置
が本体装置筐体内に位置し、案内路を介して外部空気が
当該冷却装置に取り入れられ排出されるようになってい
れば、冷却性能を一段と高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷却装置の基本構成を示し、
（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は当該図の右側から見た放
熱フィン部分での断面図である。

【図２】本発明に係る記録シート用冷却装置を備えた画
像形成装置の概略図である。

【図３】本発明に係る記録シート用冷却装置の基本構成
を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は当該図の右側か
ら見た放熱フィン部分での断面図である。

【図４】冷却装置のヒートパイプ位置を明らかにする構
成図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はぞれぞれ異なる
位置関係を示している。

【図５】別の構成に係る記録シート用冷却装置の基本構
成を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は当該図の右側
から見た放熱フィン部分での断面図である。

【図６】冷却空気流路の画像形成装置に対する位置関係
を示す概略平面図である。

【図７】冷却空気流路の画像形成装置に対する別の位置
関係を示す概略平面図である。

【図８】従来公知の熱伝達装置の概略図である。

【図９】従来公知の記録シート用冷却装置の一例を示す
概略図である。

【符号の説明】

１ ヒートパイプ ２ 放熱フィン ４ 冷却用羽根 １０ 記録シート １１ 搬送ベルト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱を受け取るヒートパイプと当該パイプ
   に設けられ受け取った熱を放散させる放熱フィンを有す
   る冷却装置において、上記放熱フィンがヒートパイプの
   軸線に平行に且つ当該パイプ周囲に互いに角度間隔を有
   して複数枚配置されることを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 熱を受け取るヒートパイプと当該パイプ
   に設けられ受け取った熱を放散させる放熱フィンを有す
   る冷却装置において、上記放熱フィンが互いに平行に且
   つヒートパイプの軸線方向に直交するように複数枚配置
   されており、当該放熱フィンに直交し且つヒートパイプ
   周囲に互いに角度間隔を有して配置された複数枚の羽根
   を放熱ファンに配設することを特徴とする冷却装置。
3. 【請求項３】 上記角度間隔が等間隔であることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の冷却装置。
4. 【請求項４】 上記放熱フィンの冷却空気流路上流側に
   冷却ファンを配置することを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか一項に記載の冷却装置。
5. 【請求項５】 上記冷却装置が取り付けられるべき本体
   装置に対して、冷却装置が本体装置筐体内に位置し、案
   内路を介して外部空気が当該冷却装置に取り入れられ排
   出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項
   に記載の冷却装置。
6. 【請求項６】 上記ヒートパイプが画像形成装置の熱定
   着部から排出された記録シートを冷却しながら搬送する
   ものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一
   項に記載の冷却装置。