JP2010204571A - Cooling apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】ダクト上流側に屈曲部が設けられていても、ダクト下流側の空気流の流速を均一化して、流路抵抗を増大させずに冷却効率を高めることが可能な冷却装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ダクト310は、定着部及びヒートパイプの位置や形状に応じて屈曲された形状に形成されており、一端に吸気口312が設けられ、他端に排気口314が設けられている。屈曲部330の下流に位置する送風流路340には、絞り構造350、送風装置320が配されており、送風装置320のファン322が回転駆動されると共に、吸気口312から吸引された空気がダクト310内の送風流路340及び絞り構造350を通過して排気口314から排出される。下流には、冷却対象物360が挿入されており、空気流によって冷却される。絞り構造350は、下流側流路344における空気流の速度分布のムラを抑制して冷却対象物360に対する冷却効率を高める。
【選択図】図3The present invention provides a cooling device that can equalize the flow velocity of the air flow on the downstream side of the duct even when a bent portion is provided on the upstream side of the duct, thereby improving the cooling efficiency without increasing the flow resistance. An image forming apparatus is provided.
A duct 310 is formed in a bent shape in accordance with the position and shape of a fixing unit and a heat pipe, an intake port 312 is provided at one end, and an exhaust port 314 is provided at the other end. . The blower flow path 340 located downstream of the bent portion 330 is provided with a throttle structure 350 and a blower 320, and the fan 322 of the blower 320 is driven to rotate, and air sucked from the intake port 312 is sucked. It passes through the air flow path 340 and the throttle structure 350 in the duct 310 and is discharged from the exhaust port 314. A cooling object 360 is inserted downstream and is cooled by an air flow. The throttle structure 350 suppresses unevenness in the velocity distribution of the air flow in the downstream channel 344 and increases the cooling efficiency for the cooling target 360.
[Selection] Figure 3
Description
本発明はダクト内の冷却対象物を効率良く冷却する冷却装置及び冷却装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cooling device that efficiently cools an object to be cooled in a duct, and an image forming apparatus including the cooling device.
例えば、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、ファクシミリ機能と複写機能を有する複合機等の画像形成装置では、機内の温度上昇が、機器の機能不全を引き起こすおそれがあるので、内部の熱源を冷却する冷却装置が搭載されている。 For example, in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, or a multifunction machine having a facsimile function and a copying function, the temperature rise in the machine may cause malfunction of the device, so the internal heat source is cooled. A cooling device is installed.
例えば、複写機などの画像形成装置においては、画像を記録媒体に定着する定着部からの熱伝達、現像部分の自己発熱などにより、画質の劣化、定着外の部位でのトナーの融着、紙のカールによる紙詰まり等が生じる。 For example, in an image forming apparatus such as a copying machine, image quality deteriorates due to heat transfer from a fixing unit that fixes an image on a recording medium, self-heating of a developing portion, toner fusion at a site outside the fixing, paper A paper jam or the like due to curling of the paper occurs.
このような熱による異常を防ぐため、発熱する部位に直接、もしくは発熱部位と熱伝達率の高い熱伝導体(ヒートパイプ)で接続された放熱フィン等に対してファンなどにより生じた空気流を供給する冷却装置を設けて冷却している。 In order to prevent such abnormalities due to heat, air flow generated by a fan or the like is directly applied to a heat generating part or to a heat radiating fin connected to the heat generating part with a heat conductor (heat pipe) having a high heat transfer coefficient. A cooling device is provided for cooling.
また、冷却装置においては、例えば、(1)ファンの個数を減らすため、(2)機外からフレッシュエアを取り込むため、(3)確実な機外への排気を行うため、(4)余分な風の回りこみによるトナー飛散を防ぐためなど、様々な理由で機内(筐体内)にダクトを設置している。 In addition, in the cooling device, for example, (1) to reduce the number of fans, (2) to take in fresh air from outside the machine, (3) to perform reliable exhaust to the outside, (4) extra Ducts are installed in the machine (inside the casing) for various reasons, such as to prevent toner scattering due to wind sneaking.
例えば、冷却装置としては、複数の熱源に対して共通したメインダクトを配し、当該メインダクトに各熱源から熱せられたエアが流れ込むようなダクト構造にし、少ないファン数で機内の一様な温度低減を図るものがある(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a cooling device, a common main duct is arranged for a plurality of heat sources, and a duct structure in which air heated from each heat source flows into the main duct, and a uniform temperature inside the machine with a small number of fans. There are some which aim at reduction (for example, refer to patent documents 1).
また、他の冷却装置としては、熱源とヒートパイプで連結された放熱フィンが、ダクト内に配され、放熱フィンの前後に配されたファンからの送風によって、放熱フィンを冷却するものもある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as another cooling device, there is one in which a heat radiation fin connected by a heat source and a heat pipe is arranged in a duct, and the heat radiation fin is cooled by air blown from a fan arranged before and after the heat radiation fin ( For example, see Patent Document 2).
また、別の冷却装置としては、少ないファンで効率的に冷却・排気を行うためにトンネル効果を利用し、上下方向の冷却流路を想定したレイアウトとした上で、ダクトによる絞込みによって冷却対象物に空気流を供給するものがある(例えば、特許文献3参照)。 As another cooling device, the tunnel effect is used to efficiently cool and exhaust with a small number of fans, and a layout assuming a cooling flow path in the vertical direction is used. There is one that supplies an air flow to the air (see, for example, Patent Document 3).
上記特許文献1〜3のいずれの場合も、機内にダクト構造を配しようとすると、機体サイズの低減化(小型化、省スペース化)などにより、ダクトの配置スペースが十分確保できないため、ダクト自体の流路は複雑な形状になり、吸気口から排気口に至るまでのダクト系路は、屈曲を繰り返すことになる。
In any case of the
しかしながら、冷却装置では、ダクトに屈曲部を設けることによりダクト内における流体抵抗が上がってファンの送風効率が低下してしまったり、更にダクト内の流れ(流速)にムラが出来て、ファンの送風効率が低下したりヒートパイプのフィンなどの冷却対象物に均一に空気流が当たらず、冷却効率が上がらないといった問題が生じている。 However, in the cooling device, by providing a bent portion in the duct, the fluid resistance in the duct increases and the fan blowing efficiency decreases, and further, the flow (flow velocity) in the duct becomes uneven and the fan blows. There is a problem that the efficiency is lowered or the cooling target such as the fins of the heat pipe is not uniformly applied with the air flow, and the cooling efficiency does not increase.
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した冷却装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a cooling device and an image forming apparatus that have solved the above-described problems.
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
(1)本発明は、送風流路に冷却対象物が配置されたダクトと、当該ダクトの送風流路に空気流を発生させる送風装置とを有する冷却装置において、
前記冷却対象物の上流に位置する部分に、流路断面積を絞る上流側絞り部分、絞り最小開口部、下流側絞り部分が連続する絞り構造を設け、
前記絞り構造は、
前記絞り最小開口部の流路断面積S1が、前記上流側絞り部分の上流及び前記下流側絞り部分の下流の流路断面積S2の1/2乃至3/4に設定され、
ダクト内壁面の位置から前記絞り最小開口部までの絞り高さをH、前記上流側絞り部分の流路延在方向の長さをL1、前記下流側絞り部分の流路延在方向の長さをL2とした場合、前記長さL1、L2が2×H乃至4×Hに設定されることを特徴とする。
(2)本発明は、前記絞り構造が、異なる曲率半径の曲面が連続形成されていることを特徴とする。
(3)本発明は、前記絞り構造が、前記ダクトの送風流路の内面に傾斜角の異なる複数の曲面もしくは平面が連続形成されていることを特徴とする。
(4)本発明は、記録媒体にトナー画像を転写、定着させる過程で発生した熱が伝導される冷却対象物と、該冷却対象物が挿入されたダクトと、当該ダクトの送風流路に空気流を発生させる冷却装置とを有する画像形成装置であって、
前記冷却対象物の上流に位置する部分に、流路断面積を絞る上流側絞り部分、絞り最小開口部、下流側絞り部分が連続する絞り構造を設け、
前記絞り構造は、
前記絞り最小開口部の流路断面積S1が、前記上流側絞り部分の上流及び前記下流側絞り部分の下流の流路断面積S2の1/2乃至3/4に設定され、
ダクト内壁面の位置から前記絞り最小開口部までの絞り高さをH、前記上流側絞り部分の流路延在方向の長さをL1、前記下流側絞り部分の流路延在方向の長さをL2とした場合、前記長さL1、L2が2×H乃至4×Hに設定されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
(1) The present invention relates to a cooling device having a duct in which an object to be cooled is arranged in an air flow path, and an air blowing device that generates an air flow in the air flow path of the duct.
In the portion located upstream of the object to be cooled, a throttle structure in which an upstream throttle portion that throttles the cross-sectional area of the flow path, a throttle minimum opening, and a downstream throttle portion is provided continuously,
The diaphragm structure is
The channel cross-sectional area S1 of the minimum aperture is set to 1/2 to 3/4 of the channel cross-sectional area S2 upstream of the upstream throttle portion and downstream of the downstream throttle portion,
The throttle height from the position of the inner wall of the duct to the minimum aperture of the throttle is H, the length of the upstream throttle portion in the flow path extending direction is L1, and the length of the downstream throttle portion in the flow path extending direction When L2 is L2, the lengths L1 and L2 are set to 2 × H to 4 × H.
(2) The present invention is characterized in that the diaphragm structure is formed by continuously forming curved surfaces having different curvature radii.
(3) In the present invention, the throttle structure is characterized in that a plurality of curved surfaces or flat surfaces having different inclination angles are continuously formed on the inner surface of the air flow path of the duct.
(4) The present invention relates to a cooling object to which heat generated in the process of transferring and fixing a toner image to a recording medium, a duct in which the cooling object is inserted, and air in an air flow path of the duct. An image forming apparatus having a cooling device for generating a flow,
In the portion located upstream of the object to be cooled, a throttle structure is provided in which an upstream throttle portion that throttles a flow path cross-sectional area, a throttle minimum opening, and a downstream throttle portion are continuous,
The diaphragm structure is
The channel cross-sectional area S1 of the minimum aperture is set to 1/2 to 3/4 of the channel cross-sectional area S2 upstream of the upstream throttle portion and downstream of the downstream throttle portion,
The throttle height from the position of the inner wall of the duct to the minimum aperture of the throttle is H, the length of the upstream throttle portion in the flow path extending direction is L1, and the length of the downstream throttle portion in the flow path extending direction When L2 is L2, the lengths L1 and L2 are set to 2 × H to 4 × H.
本発明によれば、ダクト上流側に屈曲部が設けられていてもダクト下流側の空気流の流速を均一化して流路抵抗を増大させずに冷却効率を高めることが可能になる。 According to the present invention, even if a bent portion is provided on the upstream side of the duct, it is possible to increase the cooling efficiency without increasing the flow resistance by equalizing the flow velocity of the air flow on the downstream side of the duct.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明による冷却装置を備えた画像形成装置の一実施例の概略構成を示す図である。なお、画像形成装置としては、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、ファクシミリ機能と複写機能を有する複合機等に適用することができる。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an image forming apparatus provided with a cooling device according to the present invention. The image forming apparatus can be applied to a copying machine, a facsimile apparatus, a printer apparatus, a multifunction machine having a facsimile function and a copying function, and the like.
図1に示されるように、画像形成装置10は、高速複合機であり、筐体11内に、原稿を読取位置に搬送する自動原稿搬送装置12と、原稿を読取るスキャナ部13と、記録紙(記録媒体)にトナー画像(可視像)を形成する現像部14と、スキャナ部13によって読取られた画像データが担持されるとともに、画像データ上にトナーが転写される感光体15と、感光体15に転写されたトナー画像を記録紙に転写する転写部16と、記録紙にトナー画像を熱定着するトナー定着部17と、画像形成用の記録紙が収納され、現像部14に記録紙を給紙する給紙部18とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
本実施例では、スキャナ部13、現像部14、感光体15、転写部16およびトナー定着部17が画像形成部を構成している。
In this embodiment, the
図2に示されるように、筐体11は、底板19に起立された支柱20と、これらを相互に連結する梁材21とによって骨組が構成されている。筐体11の背面側にダクト室22が併設されており、それらの間には筐体11の後側板28が位置している。
As shown in FIG. 2, the
ダクト室22内には、冷却装置300が配置されている。また、ダクト室22は、前側が筐体11の後側板28により画成され、後側がダクト室22の外装カバー29によって覆われている。筐体11の後側板28に設けられた設置孔30には、定着部17から排紙された転写紙を冷却するヒートパイプ32が挿通されている。また、ヒートパイプ32はトナー定着部17から排紙される記録紙を冷却する際に記録紙に摺接して回転するように取り付けられている。
さらに、ヒートパイプ32の後側端部には、ダクト室22内に配置された冷却装置300によって冷却される放熱フィン(冷却対象物)が取付けられている。
A
Furthermore, a heat radiating fin (an object to be cooled) that is cooled by the
ここで、冷却装置300の構成について説明する。
Here, the configuration of the
図3に示されるように、冷却装置300は、ダクト310と、送風装置320と、絞り構造350とを有する。ダクト310は、定着部17及びヒートパイプ32等の位置や形状に応じて屈曲された形状に形成されており、一端に吸気口312が設けられ、他端に排気口314が設けられている。また、吸気口312から排気口314に至る流路には、L字状に直角に曲げられた屈曲部330が設けられている。この屈曲部330は、周辺機器との位置関係によって複数箇所に設けることが多いが、本実施例においては説明の便宜上、1箇所のみ設けた構成を例示して説明する。
As shown in FIG. 3, the
屈曲部330の下流に位置する送風流路340には、絞り構造350、送風装置320が配されており、送風装置320のファン322が回転駆動されると共に、吸気口312から吸引された空気がダクト310内の送風流路340及び絞り構造350を通過して排気口314から排出される。さらに、送風装置320の下流の流路には、冷却対象物360が挿入されている。尚、本実施例において、冷却対象物360は、例えば、定着部17の排紙側のローラに結合されたヒートパイプ32(図2参照)の放熱フィンである。
The
ダクト310内の送風流路340においては、吸気口312から流入した空気流は屈曲部330を通るとき、次のような流れになる。内側角部334付近の空気流Faは、内側角部334の形状に則して流れるのではなく、内側角部334で一旦剥がれて対向するダクト内壁に衝突した後、外側角部332から壁沿いに流れてきた空気流Fbと合流し90度方向転換して流れるため、流路340を流れる空気流の速度分布が一定で無くなる。すなわち、屈曲部330を通過した空気流は、内側角部334付近の剥がれのため外側部分に寄せられるため、空気流Faと外側角部332付近の空気流Fbとでは、流速が異なる。よって、吸気口312では一様だった流れが、屈曲部330を通過した後は、内側角部334の空気流Faは、流速が遅くなり、一方、外側角部332付近の空気流Fbは、流速が速くなる。
In the
このように、送風流路340の上流側流路342を流れる空気流の速度分布が不規則的に変動する場合、ダクト310の下流側流路344内に配された冷却対象物360を冷却する空気流にも流速にムラが生じ、冷却対象物360に対する冷却効率が一定しないといった問題が生じる。
As described above, when the velocity distribution of the air flow flowing through the
そこで、本実施例では、上流側流路342と下流側流路344との間に絞り構造350を設ける構成とすることにより、下流側流路344における空気流の速度分布のムラを抑制して冷却対象物360に対する冷却効率を高めている。
Therefore, in this embodiment, the configuration in which the
ここで、図4を参照して絞り構造350の構成について説明する。図4に示されるように、絞り構造350は、下流(X方向)に向かって上流側流路342の流路断面積S2よりも徐々に流路断面積が小さくなるように、ダクト310の下側内壁及び上側内壁を傾斜させた上流側絞り部分370と、流路断面積が最も絞られた最小開口部380と、下流(X方向)に向かって最小開口部380の流路断面積S1よりも徐々に流路断面積が大きくなるように、ダクト310の下側内壁及び上側内壁を傾斜させた下流側絞り部分390とを有する。
Here, the configuration of the
ダクト310の流路延在方向(X方向)において、絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲が上流側絞り部分370であり、最小絞り位置P2が最小開口部380であり、最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲が下流側絞り部分390である。
In the flow path extending direction (X direction) of the
上流側絞り部分370と下流側絞り部分390とは、最小開口部380を中心に流路延在方向にほぼ対称となるように形成されており、最小開口部380は上流側絞り部分370と下流側絞り部分390とが接続された三角形状の頂部により形成されている。
The
本実施例の絞り構造350では、上流側絞り部分370のX方向の長さをL1、下流側絞り部分390のX方向の長さをL2、上流側流路342及び下流側流路344に対する最小開口部380の高さ寸法をHとすると、各寸法の比率は以下のように設定される。
In the
絞り最小開口部380の流路断面積S1は、上流側絞り部分370の上流及び下流側絞り部分390の下流の流路断面積S2の50%〜75%(1/2乃至3/4)に設定されることが望ましい。また、上流側絞り部分370の流路延在方向(X方向)の長さL1、及び下流側絞り部分390の流路延在方向(X方向)の長さL2は、最小開口部380と上流側流路342及び下流側流路344との高さ寸法Hの2倍〜4倍(2×H乃至4×H)に設定されることが望ましい。また、上流側絞り部分370、下流側絞り部分390の長さL1、L2は、L1≒L2であれば良いので、例えば、L1=2H、L2=4Hとしても良いし、あるいはその逆、L1=4H、L2=2Hとしても良い。
The channel cross-sectional area S1 of the
上記条件を満足するように構成された絞り構造350を用いて送風実験を行なったところ、以下のような実験結果が得られた。例えば、絞り最小開口部380の流路断面積S1を流路断面積S2の60%となるように設定すると共に、上流側絞り部分370の上流及び下流側絞り部分390の長さL1、L2を最小開口部380の高さHの2倍(2×H)に設定した場合、絞りを設けない場合に対して送風流路340の空気流量が9%上昇し、冷却対象物360の排熱量は5%上昇することが分かった。
When an air blowing experiment was performed using the
すなわち、絞り構造350においては、屈曲部330から上流側流路342に流入する空気流の流速が、流路断面積S2で一定でない場合でも、上流側絞り部分370から最小開口部380までの間(絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲)を通過する過程で流速が加速され、さらに最小開口部380から下流側絞り部分390を通過する間(最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲)に流速が減速されながら整流されて流速分布が均一化される。
That is, in the
そのため、下流側流路344に配された冷却対象物360に吹き付けられる空気流は、流速が断面積S2内で均一化されるため、冷却対象物360の表面のどの部分も同じように冷却して流路抵抗を増大させずに冷却効率を向上させることが可能になる。よって、ダクト310の下流側流路344内では、上流に屈曲部330が設けられていても定着部17から排紙された記録媒体の熱をヒートパイプ32及び冷却対象物360から効率良く奪うことができる。
For this reason, the air flow blown to the
ここで、変形例について説明する。
(変形例1)
図5は冷却装置の変形例1を模式的に示す縦断面図である。図6は変形例1のダクト構造を拡大して示す縦断面図である。尚、図5、図6において、前述した上記実施例と同一部分には同一符合を付してその説明を省略する。
Here, a modified example will be described.
(Modification 1)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing
図5及び図6に示されるように、変形例1の冷却装置300Aは、ダクト310Aの送風流路340Aに曲線が連続する絞り構造350Aが設けられている。絞り構造350Aは、下流(X方向)に向かって上流側流路342の断面積S2よりも徐々に断面積が小さくなるように、ダクト310Aの下側内壁及び上側内壁を曲線状に絞る上流側絞り部分370Aと、流路断面積が最も絞られた最小開口部380Aと、下流(X方向)に向かって最小開口部380Aの流路断面積S1よりも徐々に断面積が大きくなるように、ダクト310Aの下側内壁及び上側内壁を曲線状に広げた下流側絞り部分390Aとを有する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
ダクト310Aの流路延在方向(X方向)において、絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲が上流側絞り部分370Aであり、最小絞り位置P2が最小開口部380Aであり、最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲が下流側絞り部分390Aである。本変形例1では、上記上流側絞り部分370A、最小開口部380A、下流側絞り部分390Aは、それぞれ連続する曲線形状に形成されており、空気流を滑らかな流れにガイドすることができる。
In the flow path extending direction (X direction) of the
すなわち、絞り構造350Aでは、上記実施例の直線状部分及び角部が曲線状に形成されており、上流側絞り部分370Aは、外側に湾曲した曲率半径r1の曲線R1と、内側に湾曲した曲率半径r2の曲線R2とを連続形成した曲面を有する。最小開口部380Aは、曲率半径r2の曲線R2による最小径の曲面を有する。下流側絞り部分390Aは、内側に湾曲した曲率半径r2の曲線R2と、外側に湾曲した曲率半径r3の曲線R3とを連続形成した曲面を有する。
That is, in the
上流側絞り部分370Aと下流側絞り部分390Aとは、最小開口部380Aを中心に流路延在方向にほぼ対称となるように形成されており、最小開口部380Aは上流側絞り部分370Aと下流側絞り部分390Aとが接続された曲線形状の頂部により形成されている。上記曲率半径r1、r2、r3としては、例えば、r1:r2:r3=1:1:1となるように設定されることが望ましい。
The
本変形例1の絞り構造350Aでは、上流側絞り部分370AのX方向の長さをL1、下流側絞り部分390AのX方向の長さをL2、最小開口部380Aと上流側流路342及び下流側流路344との高さ寸法をHとすると、各寸法の比率は上記実施例の場合と同様に設定される。
In the
すなわち、絞り最小開口部380Aの流路断面積S1は、上流側絞り部分370Aの上流及び下流側絞り部分390Aの下流の流路断面積S2の50%〜75%(1/2乃至3/4)に設定されることが望ましい。また、上流側絞り部分370Aの流路延在方向(X方向)の長さL1、及び下流側絞り部分390Aの流路延在方向(X方向)の長さL2は、最小開口部380Aと上流側流路342及び下流側流路344との高さ寸法Hの2倍〜4倍(2×H乃至4×H)に設定されることが望ましい。また、上流側絞り部分370A、下流側絞り部分390Aの長さL1、L2は、L1≒L2であれば良いので、例えば、L1=2H、L2=4Hとしても良いし、あるいはL1=4H、L2=2Hとしても良い。
That is, the channel cross-sectional area S1 of the
上記条件を満足するように構成された絞り構造350Aを用いて送風実験を行なったところ、以下のような実験結果が得られた。例えば、絞り最小開口部380Aの断面積S1を流路断面積S2の60%となるように設定すると共に、上流側絞り部分370Aの上流及び下流側絞り部分390Aの長さL1、L2を最小開口部380Aの高さHの2倍(2×H)に設定した場合、絞りを設けない場合に対して送風流路340Aの空気流量が12%上昇し、冷却対象物360の排熱量は7%上昇することが分かった。
When an air blowing experiment was performed using the
すなわち、絞り構造350Aにおいては、屈曲部330から上流側流路342に流入する空気流の流速が、流路断面積S2で一定でない場合でも、上流側絞り部分370Aから最小開口部380Aまでの間(絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲)を通過する過程で流速が加速され、さらに最小開口部380Aから下流側絞り部分390Aを通過する間(最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲)に流速が減速されながら整流されて流速分布が均一化される。
In other words, in the
そのため、下流側流路344に配された冷却対象物360に吹き付けられる空気流は、流速が流路断面積S2内で均一化されるため、冷却対象物360の表面のどの部分も同じように冷却して流路抵抗を増大させずに冷却効率を向上させることが可能になる。よって、ダクト310Aの下流側流路344内では、上流に屈曲部330が設けられていても定着部17から排紙された記録媒体の熱をヒートパイプ32及び冷却対象物360から効率良く奪うことができる。
(変形例2)
図7は冷却装置の変形例2を模式的に示す縦断面図である。図8は変形例2のダクト構造を拡大して示す縦断面図である。尚、図7、図8において、前述した上記実施例と同一部分には同一符合を付してその説明を省略する。
Therefore, the air flow blown to the
(Modification 2)
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing a second modification of the cooling device. FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view showing the duct structure of the second modification. 7 and 8, the same parts as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図7及び図8に示されるように、変形例2の冷却装置300Bは、ダクト310Bの送風流路340Bに直線状の傾斜面が角度を変えながら連続する絞り構造350Bが設けられている。絞り構造350Bは、下流(X方向)に向かって上流側流路342の断面積S2よりも徐々に断面積が小さくなるように、ダクト310Bの下側内壁及び上側内壁を直線状に段階的に絞る上流側絞り部分370Bと、流路断面積が最も絞られた最小開口部380Bと、下流(X方向)に向かって上最小開口部380Bの流路断面積S1よりも徐々に断面積が大きくなるように、ダクト310Bの下側内壁及び上側内壁を段階的に広げた下流側絞り部分390Bとを有する。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the cooling device 300B of the second modification, a
ダクト310Bの流路延在方向(X方向)において、絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲が上流側絞り部分370Bであり、最小絞り位置P2が最小開口部380Bであり、最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲が下流側絞り部分390Bである。上流側絞り部分370B、最小開口部380B、下流側絞り部分390Bは、それぞれ連続する直線状部分または曲線部分からなる接続部分La〜Leにより形成されており、空気流を滑らかな流れにガイドすることができる。
In the flow path extending direction (X direction) of the
本変形例2では、5箇所の接続部分La〜Leがそれぞれ流路延在方向(X方向)に対する角度を少しずつ変えながら連続する絞り構造350Bを構成している。すなわち、上流側絞り部分370Bは、接続部分La、Lbにより形成され、最小開口部380Bは接続部分Lcにより形成され、下流側絞り部分390Bは、接続部分Ld、Leにより形成される。また、上流側絞り部分370Bの接続部分Laの流路延在方向(X方向)に対する傾斜角度θa、接続部分Lbの傾斜角度θbは、θa<θbの関係にある。下流側絞り部分390Bの接続部分Ldの流路延在方向(X方向)に対する傾斜角度θd、接続部分Leの傾斜角度θeは、θe<θdの関係にある。尚、最小開口部380Bの流路延在方向(X方向)に対する角度は、ゼロである。
In the second modification example, the five connecting portions La to Le constitute a
絞り構造350Bは、上流側絞り部分370Bと下流側絞り部分390Bとが、最小開口部380Bを中心に流路延在方向にほぼ対称となるように形成されており、且つ最小開口部380Bは水平方向に延在する壁面により形成されている。そのため、絞り構造350Bは、中心部分が台形状に形成されている。
The
また、接続部分La〜Leの流路延在方向(X方向)の長さは、例えば、La:Lb:Lc:Ld:Le=1:1:1:1:1となるように設定されることが望ましい。 Further, the length of the connecting portions La to Le in the flow path extending direction (X direction) is set to be, for example, La: Lb: Lc: Ld: Le = 1: 1: 1: 1: 1. It is desirable.
本変形例2の絞り構造350Bでは、上流側絞り部分370BのX方向の長さをL1、下流側絞り部分390BのX方向の長さをL2、最小開口部380Bと上流側流路342及び下流側流路344との高さ寸法をHとすると、各寸法の比率は上記実施例の場合と同様に設定される。
In the
すなわち、絞り最小開口部380Bの流路断面積S1は、上流側絞り部分370Bの上流及び下流側絞り部分390Bの下流の流路断面積S2の50%〜75%(1/2乃至3/4)に設定されることが望ましい。また、上流側絞り部分370Bの流路延在方向(X方向)の長さL1、及び下流側絞り部分390Bの流路延在方向(X方向)の長さL2は、最小開口部380Bと上流側流路342及び下流側流路344との高さ寸法Hの2倍〜4倍(2×H乃至4×H)に設定されることが望ましい。また、上流側絞り部分370B、下流側絞り部分390Bの長さL1、L2は、L1≒L2であれば良いので、例えば、L1=2H、L2=4Hとしても良いし、あるいはL1=4H、L2=2Hとしても良い。
That is, the flow path cross-sectional area S1 of the
上記条件を満足するように構成された絞り構造350Bを用いて送風実験を行なったところ、以下のような実験結果が得られた。例えば、絞り最小開口部380Bの断面積S1を流路断面積S2の60%となるように設定すると共に、上流側絞り部分370Bの上流及び下流側絞り部分390Bの長さL1、L2を最小開口部380の高さHの2倍(2×H)に設定した場合、絞りを設けない場合に対して送風流路340Bの空気流量が11%上昇し、冷却対象物360の排熱量は6%上昇することが分かった。
When an air blowing experiment was performed using the
すなわち、絞り構造350Bにおいては、屈曲部330から上流側流路342に流入する空気流の流速が、流路断面積S2で一定でない場合でも、上流側絞り部分370Bから最小開口部380Bまでの間(絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲)を通過する過程で流速が加速され、さらに最小開口部380Bから下流側絞り部分390Bを通過する間(最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲)に流速が減速されながら整流されて流速分布が均一化される。
That is, in the
そのため、下流側流路344に配された冷却対象物360に吹き付けられる空気流は、流速が流路断面積S2内で均一化されるため、冷却対象物360の表面のどの部分も同じように冷却して流路抵抗を増大させずに冷却効率を向上させることが可能になる。よって、ダクト310Bの下流側流路344内では、上流に屈曲部330が設けられていても定着部17から排紙された記録媒体の熱をヒートパイプ32及びから効率良く奪うことができる。
(変形例3)
図9は冷却装置の変形例3を模式的に示す縦断面図である。尚、図9において、前述した上記実施例と同一部分には同一符合を付してその説明を省略する。
Therefore, the air flow blown to the
(Modification 3)
FIG. 9 is a longitudinal sectional view schematically showing
図9に示されるように、変形例3の冷却装置300Cは、ダクト310Cの上流側流路342が上記実施例や変形例1,2の場合よりも長く形成されており、上流側流路342には送風装置320が設けられている。送風装置320の下流側には、上記実施例の絞り構造350と同様な絞り構造350Cが配され、且つ絞り構造350Cの下流側流路344には、冷却対象物360が配されている。
As shown in FIG. 9, in the
従って、冷却装置300Cでは、送風装置320のファン322が回転駆動されると、ダクト310Cの一端に設けられた吸気口312から吸引された空気流が屈曲部330を通過して上流側流路342に至り、さらにファン322により絞り構造350Cの流路340に流入される。そして、ファン322からの空気流は、絞り構造350Cを通過して冷却対象物360の周囲を通過しながら冷却対象物360の熱を奪って排気口314より排出される。
Therefore, in the cooling device 300C, when the
絞り構造350Cを通過する空気流は、上流側絞り部分370から最小開口部380までの間(絞り開始位置P1から最小絞り位置P2までの範囲)を通過する過程で流速が加速され、さらに最小開口部380から下流側絞り部分390を通過する間(最小絞り位置P2から絞り終了位置P3までの範囲)に流速が減速されながら整流されて流速分布が均一化される。そのため、絞り構造350Cの下流に配置された冷却対象物360は、効率良く冷却される。よって、送風装置320が冷却対象物360から離れた場所に設けられた場合でも、冷却対象物360の上流側に絞り構造350Cを設けることにより、定着部17から排紙された記録媒体の熱をヒートパイプ32及び冷却対象物360から効率良く奪うことができる。
The air flow passing through the throttle structure 350C is accelerated in the process of passing between the
上記実施例では、冷却対象物360として冷却装置300を定着部17から排紙された記録媒体Pの温度を低下させるためのヒートパイプ32の放熱フィンを例に挙げて説明したが、これに限らず、ヒートパイプ以外の熱伝導部材を冷却する場合にも本発明を適用することができるのは、勿論である。
In the above-described embodiment, the
また、画像形成装置10の定着部17から排紙された記録媒体の熱以外の発熱部(例えば、現像部80など)を冷却する場合にも本発明を適用することができるのは、勿論である。
In addition, the present invention can be applied to the case where the heat generating unit (for example, the developing unit 80) other than the heat of the recording medium discharged from the fixing
10 画像形成装置
11 筐体
12 自動原稿搬送装置
13 スキャナ部
14 現像部
15 感光体
16 転写部
17 トナー定着部
18 給紙部
19 底板
20 支柱
21 梁材
22 ダクト室
28 後側板
29 外装カバー
32 ヒートパイプ
300、300A〜300C 冷却装置
310、310A〜310C ダクト
320 送風装置
322 ファン
330 屈曲部
312 吸気口
314 排気口
330 屈曲部
340、340A〜340C 送風流路
342 上流側流路
344 下流側流路
350、350A〜350C 絞り構造
360 冷却対象物
370、370A〜370C 上流側絞り部分
380、380A〜380C 最小開口部
390、390A〜390C 下流側絞り部分
La〜Le 接続部分
S1、S2 流路断面積
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記冷却対象物の上流に位置する部分に、流路断面積を絞る上流側絞り部分、絞り最小開口部、下流側絞り部分が連続する絞り構造を設け、
前記絞り構造は、
前記絞り最小開口部の流路断面積S1が、前記上流側絞り部分の上流及び前記下流側絞り部分の下流の流路断面積S2の1/2乃至3/4に設定され、
ダクト内壁面の位置から前記絞り最小開口部までの絞り高さをH、前記上流側絞り部分の流路延在方向の長さをL1、前記下流側絞り部分の流路延在方向の長さをL2とした場合、前記長さL1、L2が2×H乃至4×Hに設定されることを特徴とする冷却装置。 In a cooling device having a duct in which an object to be cooled is disposed in a blower flow path, and a blower that generates an air flow in the blow flow path of the duct,
In the portion located upstream of the object to be cooled, a throttle structure in which an upstream throttle portion that throttles the cross-sectional area of the flow path, a throttle minimum opening, and a downstream throttle portion is provided continuously,
The diaphragm structure is
The flow passage cross-sectional area S1 of the minimum throttle opening is set to 1/2 to 3/4 of the flow passage cross-sectional area S2 upstream of the upstream throttle portion and downstream of the downstream throttle portion,
The throttle height from the position of the inner wall of the duct to the minimum aperture of the throttle is H, the length of the upstream throttle portion in the flow path extending direction is L1, and the length of the downstream throttle portion in the flow path extending direction When L2 is L2, the lengths L1 and L2 are set to 2 × H to 4 × H.
前記冷却対象物の上流に位置する部分に、流路断面積を絞る上流側絞り部分、絞り最小開口部、下流側絞り部分が連続する絞り構造を設け、
前記絞り構造は、
前記絞り最小開口部の流路断面積S1が、前記上流側絞り部分の上流及び前記下流側絞り部分の下流の流路断面積S2の1/2乃至3/4に設定され、
ダクト内壁面の位置から前記絞り最小開口部までの絞り高さをH、前記上流側絞り部分の流路延在方向の長さをL1、前記下流側絞り部分の流路延在方向の長さをL2とした場合、前記長さL1、L2が2×H乃至4×Hに設定されることを特徴とする画像形成装置。 A cooling object to which heat generated in the process of transferring and fixing a toner image to a recording medium is conducted; a duct in which the cooling object is inserted; and a cooling device for generating an air flow in the air flow path of the duct; An image forming apparatus having
In the portion located upstream of the object to be cooled, a throttle structure in which an upstream throttle portion that throttles the cross-sectional area of the flow path, a throttle minimum opening, and a downstream throttle portion is provided continuously,
The diaphragm structure is
The flow passage cross-sectional area S1 of the minimum throttle opening is set to 1/2 to 3/4 of the flow passage cross-sectional area S2 upstream of the upstream throttle portion and downstream of the downstream throttle portion,
The throttle height from the position of the inner wall of the duct to the minimum aperture of the throttle is H, the length of the upstream throttle portion in the flow path extending direction is L1, and the length of the downstream throttle portion in the flow path extending direction In the image forming apparatus, the lengths L1 and L2 are set to 2 × H to 4 × H, where L2 is L2.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103407298A (en) * | 2013-07-11 | 2013-11-27 | 江苏远洋数据股份有限公司 | Exhaust type heat radiation device for printer thermal fixing module |
| JP2019198818A (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社アドバン理研 | Gas manufacturing apparatus |
-
2009
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| JP2019198818A (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社アドバン理研 | Gas manufacturing apparatus |
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