(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象物の発熱箇所に接触させて配設した受熱部と、
熱を放出させる放熱部と、
周囲の空気に対して密閉された状態で該受熱部と該放熱部との間で冷却液が循環するように冷却液循環経路を形成する循環経路形成部材と、
該冷却液循環経路内の冷却液を循環させるための循環手段と、を備えた冷却装置であって、
上記冷却液循環経路に連通し該冷却液循環経路の鉛直方向最上部よりも低い位置に設置され、略大気圧の空気と上記冷却液とが接する気液界面を有するように該冷却液を貯留し、該気液界面よりも上方に開閉可能な開閉口を有する液貯留部と、
該液貯留部における気液界面の高さ方向の位置を検出するための検出手段と、
上記冷却液循環経路内の冷却液の循環を停止した状態で上記開閉口を開放して上記検知手段により上記液貯留部における気液界面の高さ方向の位置変化を検知し、該検知手段による検知を行っていないときには該液貯留部の開閉口を閉じるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１の冷却装置において、
上記液貯留部の鉛直方向の高さが上記受熱部よりも低くなるように設置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２の冷却装置において、
上記冷却液循環経路の上記液貯留部よりも鉛直方向下方に位置する部分から漏れた冷却液を受ける冷却液受け部材を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１又は２の冷却装置において、
上記液貯留部が、上記冷却液循環経路の鉛直方向最下部に配置されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
像担持体と、
該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体の潜像に現像剤を供給して該潜像を現像する現像手段と、
発熱箇所を冷却する冷却手段と、を備えた画像形成装置であって、
上記冷却手段として、請求項１乃至４のいずれかの冷却装置を用いた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、冷却液を循環させて冷却対象物の発熱箇所の冷却を行う冷却装置及びこの冷却装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置として、普通紙に高精細な画像を高速で記録することができる電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
図７は、一般的な電子写真方式の画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成図である。カラー複写機においては、スキャナ等の光学装置３００で画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、画像形成部１００の４つの感光体ドラム４０上に静電潜像を書き込むための光が書き込み装置３１により照射される。画像形成部１００では、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの現像装置７０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋにより現像剤中のトナーを感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ上に付着させてトナー像を形成し、順次中間転写ベルト１５に転写する。そして、二次転写装置１９により中間転写ベルト１５上のトナー像をさらに記録媒体Ｐに転写する。定着装置６０ではトナー像が転写された記録媒体Ｐを加熱・加圧することで、記録媒体Ｐ上のトナーを溶融し記録媒体Ｐに定着させる。この後、記録媒体Ｐの片面のみに記録する場合は、記録媒体Ｐは排紙トレー５７に排出される。また、記録媒体Ｐの両面に記録する場合には、両面ユニット２８において記録媒体の表裏を反転し再び上流に搬送し、再度上記二次転写装置１９によるトナー像の転写及び上記定着装置６０による定着を行う。
【０００４】
上述の画像形成工程では発熱や温度上昇を伴う。例えば、光学装置３００では原稿をスキャンするスキャナランプやスキャナランプを駆動するスキャナモータが発熱し、書き込み装置３１では高速回転するポリゴンミラーを駆動するモータが発熱する。また、現像装置７０ではトナーに帯電性を付与する際のトナーと現像剤の攪拌による摩擦熱により温度が上昇し、定着装置６０では熱定着のためにヒータの熱による周辺部の温度の上昇や、定着後の記録媒体Ｐが高温となるため、その後の搬送経路である両面ユニット２８などを昇温させてしまう。
【０００５】
これらの熱がカラー複写機の本体内に滞留することにより、様々な弊害が生じる。例えば、トナーが軟化点程度にまで昇温させられると、画質不良が発生したり、ドラムユニットや現像器、トナーコンテナなどの可動部をロックさせ故障が発生したりする。また、温度の上昇により軸受け等のオイルが劣化したり、モータの機械的寿命を早めたりしてしまう。あるいは、電気基板上のＩＣの放熱が不足すると、誤作動や故障の原因となる。さらには、耐熱温度が低い樹脂部品などでは、変形が生じることがある。従来、これらの不具合が生じないように、冷却ファンとダクトなどを利用した空冷方式による発熱箇所の冷却が行なわれてきた。
【０００６】
ところが、近年の画像形成装置は、高速化に伴って光学装置、現像装置及び定着装置等の各装置の発熱量が増加しているため効率よい冷却が求められている一方で、小型化が進んでおり本体内に各装置が高密度に実装されているため、各装置の周囲に空間的余裕がなくなってきている。このため、各装置周辺に冷却ファンの気流を搬送するためのダクトを設置するスペースの確保が難しくなっており、各装置を強制空冷することが困難となっている。
【０００７】
そこで、従来の冷却ファンによる空冷方式に代えて、各装置の周囲に空間的余裕が少ない場合であってもより効率の高い冷却効果が得られる液冷方式が考えられている。液冷方式は発熱箇所に冷却液の流路を形成し、または流路を形成した受熱部を密着あるいは近接させて、流路に発熱箇所よりも低温の冷却液を供給することで発熱箇所から熱を奪うものである。一般に冷却液は水を主成分とし、冷却液の凍結温度を下げるためにプロピレングリコールやエチレングリコールなどを添加して使用する。
【０００８】
図８は、従来の一般的な液冷装置の構成を示す。液冷装置は、冷却液の管路４を介して発熱箇所に密着している受熱部２、リザーブタンク３、ポンプ１、放熱部５が接続される構成からなる。受熱部２において温められた冷却液を放熱部５で冷却することで所定量の冷却液を循環させて冷却を行うことが可能となる。放熱部５は、良熱伝導部材に形成された流路と、この流路と接続される良熱伝導部材によるフィン５ａからなり、流路及びフィン５ａを冷却ファン５ｂを用いて強制対流熱伝達により冷却することで流路内を流れる冷却液の温度を低下させる。
【０００９】
上記液冷装置の受熱部２や放熱部５には上述のように良熱伝導性部材として銅やアルミニウムなどの金属が用いられ、管路４には金属パイプやゴムチューブなどが用いられる。また、冷却液には金属の構成部品の腐食を防ぐために防錆剤（例えば、リン酸塩系物質：リン酸カリ塩、無機カリ塩等）を添加して使用することが多い。しかし、使用環境や保管される環境によっては（例えば、高温多湿）、受熱部２や放熱部５や金属パイプに腐食や穴食が生じたり、ゴムチューブに亀裂が生じたりして液冷装置に穴があき冷却液が画像形成装置内に漏れ出すおそれがあった。このように、管路４から冷却液が漏れると、漏れた冷却液が画像形成装置内の絶縁が必要な電気回路や高電圧部などに触れて短絡が生じるなどの不具合が起きる可能性がある。
【００１０】
特許文献１には、冷却液が循環する循環パイプ（管路）に腐食や孔食が生じた場合などにおいても、循環パイプから冷却液が漏れることを防止することができる冷却装置が開示されている。この冷却装置によれば、冷却液が貯留される大気開放されたタンクを冷却液の循環方向に対して受熱部材の上流側で、かつ受熱部材よりも下方側に配置するとともに、ポンプを冷却液の循環方向に対して受熱部材の下流側で、かつ受熱部材よりも上方側に配置し、ポンプの作動により冷却液をタンク側から吸引している。これにより、冷却液の絶対圧力を大気圧力よりも低い状態にして受熱部材内に流すようにしている。よって、冷却液が循環する循環パイプに腐食や孔食が生じたり循環パイプの継手部分等に微小な隙間が生じたりした場合においても、循環パイプを流れる冷却液の絶対圧力が大気圧力よりも低い領域においては、冷却液が漏れないようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１で開示された冷却装置では、タンクを大気開放しているため、冷却液が蒸発して減少してしまいメンテナンス頻度が高くなってしまう。また、冷却液が循環する管路に腐食や孔食が生じても冷却液が漏れないので管路の腐食や穴食を発見しにくく、そのまま装置を使用し続けると、管路内に空気が混入し受熱部材や放熱部における熱交換効率が低下するおそれがある。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、冷却液のメンテナンス頻度を抑制しつつ、冷却液循環経路にあいた穴を検知することができる冷却装置及びこの冷却装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、冷却対象物の発熱箇所に接触させて配設した受熱部と、熱を放出させる放熱部と、周囲の空気に対して密閉された状態で該受熱部と該放熱部との間で冷却液が循環するように冷却液循環経路を形成する循環経路形成部材と、該冷却液循環経路内の冷却液を循環させるための循環手段と、を備えた冷却装置であって、上記冷却液循環経路に連通し該冷却液循環経路の鉛直方向最上部よりも低い位置に設置され、略大気圧の空気と上記冷却液とが接する気液界面を有するように該冷却液を貯留し、該気液界面よりも上方に開閉可能な開閉口を有する液貯留部と、該液貯留部における気液界面の高さ方向の位置を検出するための検出手段と、上記冷却液循環経路内の冷却液の循環を停止した状態で上記開閉口を開放して上記検知手段により上記液貯留部における気液界面の高さ方向の位置変化を検知し、該検知手段による検知を行っていないときには該液貯留部の開閉口を閉じるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の冷却装置において、上記液貯留部の鉛直方向の高さが上記受熱部よりも低くなるように設置されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の冷却装置において、上記冷却液循環経路の上記液貯留部よりも鉛直方向下方に位置する部分から漏れた冷却液を受ける冷却液受け部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の冷却装置において、上記液貯留部が、上記冷却液循環経路の鉛直方向最下部に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体の潜像に現像剤を供給して該潜像を現像する現像手段と、発熱箇所を冷却する冷却手段と、を備えた画像形成装置であって、上記冷却手段として、請求項１乃至４のいずれかの冷却装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明において、液貯留部の開閉口を開けて大気開放すると、液貯留部内の冷却液の気液界面よりも上方に位置する冷却液循環経路の上部に周囲の空気と連通した穴があいている場合、その穴から冷却液循環経路内に空気が入り、その分だけ冷却液は下方の液貯留部に流れ込み気液界面が上昇する。この気液界面の上昇を検出することにより、上記冷却液循環経路の上部に穴があいていることを検知することができる。また、冷却液が漏れる穴の有無を検知するとき以外は液貯留部の開閉口を閉じておくことができるので、冷却液の蒸発を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液貯留部の開閉口を開けて大気開放することにより、液貯留部内の冷却液の気液界面よりも上方に位置する冷却液循環経路部分にあいた穴を検知することができる。また、冷却液が漏れる穴の有無を検知するとき以外は液貯留部の開閉口を閉じておくことにより、冷却液の蒸発を抑制することができるので、冷却液のメンテナンス頻度を抑制することができる。従って、冷却液のメンテナンス頻度を抑制しつつ、経年変化等により冷却液循環経路の上部にあいた穴を検知することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置における現像装置を冷却する冷却装置の一構成例を示す概略構成図。
【図３】タンクの開閉口が閉じられて密閉された状態の冷却装置のタンク周りの構成例を示す説明図。
【図４】タンクの開閉口を開けて穴の有無を検知する状態の冷却装置のタンク周りの構成例を示す説明図。
【図５】冷却装置の冷却液循環経路に穴があいているか否かを検知する検知手順の一例を示すフローチャート。
【図６】タンクを最下部に設置した冷却装置の一構成例を示す概略構成図。
【図７】従来の一般的な電子写真方式の画像形成装置の概略構成図。
【図８】従来の一般的な液冷方式の冷却装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。この画像形成装置は、画像形成装置本体であり画像を作像する作像部１００と、この作像部１００を載置する給紙テーブル２００と、作像部１００上に取り付けられたスキャナ３００と、このスキャナ３００上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから主として構成されている。
【００１８】
スキャナ３００では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第一走行体３０３と、複数の反射ミラーを搭載した第二走行体３０４とが往復移動するのに伴って、コンタクトガラス３０１上に載置された図示しない原稿の読取り走査が行われる。第二走行体３０４から送り出される走査光は、結像レンズ３０５によってその後方に設置されている読取りセンサ３０６の結像面に集光された後、読取りセンサ３０６によって画像信号として読込まれる。
【００１９】
作像部１００には、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーに対応した感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｂｋが設けられている。各感光体ドラム４０の周囲には現像装置７０、帯電装置８５、感光体クリーニング装置８６等の電子写真プロセスを実行する各手段が配置され、これによって各画像形成ユニット３８が形成されている。画像形成ユニット３８は４つ並列されており、これによってタンデム型画像形成部２０が形成されている。
【００２０】
各画像形成ユニット３８の現像装置７０においては、それぞれ上記４色のトナーを含んだ現像剤が用いられる。現像装置７０は、現像剤担持体である現像スリーブが現像剤を担持、搬送して、感光体ドラム４０との対向位置において交互電界が印加されて感光体ドラム４０上の潜像を現像する。交互電界を印加することで現像剤を活性化させ、トナーの帯電量分布をより狭くすることができ、現像性を向上させることができる。また、現像装置７０を感光体ドラム４０と共に一体に支持し、作像部１００に対して着脱自在に形成してプロセスカートリッジとすることができる。これにより、作像部１００に対する現像装置７０や感光体ドラム４０など着脱を容易に行なうことが可能となり、メンテナンス性を向上させることができる。このプロセスカートリッジは、この他に帯電装置８５、感光体クリーニング装置８６を含んだものとすることもできる。
【００２１】
タンデム型画像形成部２０の上部には、画像情報に基づいて感光体ドラム４０をレーザ光又はＬＥＤ光により露光して潜像を形成する露光装置３１が設けられている。
【００２２】
また、タンデム型画像形成部２０の感光体ドラム４０と対向する下方位置には、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト１５が配置されている。中間転写ベルト１５は支持ローラ３４、支持ローラ３５及び二次転写バックアップローラ３６によって支持されている。中間転写ベルト１５を介して感光体ドラム４０と相対する隣接位置には、感光体ドラム４０上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写装置６２が配置されている。
【００２３】
中間転写ベルト１５の下方には、中間転写ベルト１５表面に重ね合わせて形成されたトナー像を、給紙テーブル２００の給紙カセット４４から搬送されてくる転写紙Ｐに一括転写する二次転写装置１９が配置されている。二次転写装置１９は、二次転写ローラ２３と、この二次転写ローラ２３を中間転写ベルト１５に接離可能に支持する接離機構（不図示）とを備えている。二次転写装置１９は中間転写ベルト１５を介して二次転写バックアップローラ３６に二次転写ローラ２３を押し当て、中間転写ベルト１５上のトナー像を転写紙Ｐに転写する。
【００２４】
中間転写ベルト１５の表面に残留するトナーを取り除くために中間転写ベルトクリーニングユニット３７が設けられている。中間転写ベルトクリーニングユニット３７は、例えばファーブラシやウレタンゴムで形成されたクリーニングブレードを中間転写ベルト１５に当接させて、中間転写ベルト１５に付着している二次転写残トナーを掻き取る。
【００２５】
二次転写装置１９に隣接するように定着装置６０が設けられており、定着装置６０は転写紙Ｐ上の画像を定着する。定着装置６０は、内部に熱源としてのヒータが組み込まれた加熱ローラ６６と、この加熱ローラ６６に押し当てられる加圧ローラ６７とから主として構成されている。
【００２６】
二次転写装置１９及び定着装置６０の下方には、転写紙Ｐを反転する反転装置２８が配置されている。反転装置２８は、転写紙Ｐの両面に画像を記録すべく転写紙Ｐを反転させる。
【００２７】
なお、図１は、画像形成装置をその正面側から示すものであり、図紙面に直交する方向の奥側が画像形成装置の後側で、手前側が画像形成装置の前側である。また、図中左側が画像形成装置の左側面側で、図中右側が画像形成装置の右側面側である。画像形成装置の筐体の前部には、図示しない開閉可能な前扉が設けられている。この前扉が開放されることで、各画像形成ユニット３８の前面などが外部に露出する。各画像形成ユニット３８は、前面をこのように露出させた状態で、画像形成装置の後側から前側にスライド移動させることで、作像部１００から引き出すことができる。画像形成装置の筐体の後部には、図示しない後側板が設けられている。
【００２８】
次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明する。
図１の原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。この状態で、図示省略した起動スイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３０１上へと移動した後、他方コンタクトガラス３０１上に原稿をセットしたときは直ちにスキャナ３００が駆動し、第一走行体３０３および第二走行体３０４を走行させる。そして、第一走行体３０３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を受け、これを第二走行体３０４に向けて反射し、第二走行体３０４のミラーで反射光を更に反射して結像レンズ３０５を通して読取りセンサ３０６に入射させ、読取りセンサ３０６で原稿内容を読取る。
【００２９】
また、装置の起動スイッチを押すことによって、図示省略した駆動モータを駆動させて支持ローラ３４、支持ローラ３５、二次転写バックアップローラ３６の１つを回転駆動し、他の２つの支持ローラを従動回転させ、これによって中間転写ベルト１５を回動させる。同時に、各画像形成ユニット３８において、帯電装置８５によって感光体ドラム４０を一様に帯電し、次いでスキャナ３００の読取り内容に応じて露光装置３１からレーザやＬＥＤ等による書込み光を照射して帯電した各感光体ドラム４０上に静電潜像を形成する。静電潜像が形成された感光体ドラム４０に現像装置７０からトナーを供給し、静電潜像を可視像化し、各感光体ドラム４０上にそれぞれブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の単色画像を形成する。単色画像を順次一次転写装置６２によって中間転写ベルト１５上に重なるように一次転写し、中間転写ベルト１５上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム４０の表面は、感光体クリーニング装置８６によって残留トナーを除去し、図示省略した除電装置で除電して再度の画像形成に備える。
【００３０】
起動スイッチを押すことにより、また給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つから転写紙Ｐを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に挿入し、搬送ローラ対４７で搬送して作像部１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ対４９に突き当てて停止させる。次に、中間転写ベルト１５上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対４９を回転し、中間転写ベルト１５と二次転写装置１９との間に転写紙Ｐを送り込み、二次転写装置１９で転写して転写紙Ｐ上にカラー画像を転写する。
【００３１】
二次転写ローラ２３を通過した未定着トナー像を担持した転写紙Ｐを、定着装置６０へ搬送し、定着装置６０で熱と圧力とを加えて転写画像を永久画像として定着する。画像定着後の転写紙Ｐは、切換爪５５で切り換えて排出ローラ対５６によって排出し、排紙トレイ５７上にスタックするか、又は切換爪５５で切り換えて反転装置２８に導入し、ここで転写紙Ｐを反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録し、その後、排出ローラ対５６で排紙トレイ５７上に排出する。このとき、画像転写後の中間転写ベルト１５上に残留する残留トナーを中間転写ベルトクリーニングユニット３７で除去し、タンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００３２】
このような画像形成動作が長時間続くと回転体である感光体ドラム４０や現像ローラ自身の発熱、定着装置６０からの熱の授受などにより画像形成ユニット３８の温度が上昇してくる。その際、画像形成ユニット３８の現像装置７０内の温度も上昇し、現像装置７０内のトナーが融解して固着し、装置が停止または破損する可能性が出てくる。
【００３３】
そのため、現像装置７０内の温度はトナーが融解する温度以下にする必要があり、本実施形態では、現像装置７０の側面に内部を冷却液が流れる受熱部（冷却ジャケット）を接触させ現像装置７０内の温度上昇を低減する液冷方式の冷却装置である液冷装置を画像形成装置に搭載している。
【００３４】
図２は、上記画像形成装置の現像装置を冷却する液冷方式の冷却装置（以下「液冷装置」という。）１０の一構成例の概略構成図である。図２において、イエロー現像装置７０Ｙ、シアン現像装置７０Ｃ、マゼンタ現像装置７０Ｍ、ブラック現像装置７０Ｂｋには、それぞれ受熱部としてのイエロー冷却ジャケット２Ｙ、シアン冷却ジャケット２Ｃ、マゼンタ冷却ジャケット２Ｍ、ブラック冷却ジャケット２Ｂｋが、低硬度の熱伝導シートを介して密着して設けられている。そして、循環経路形成部材としての管路であるチューブ４により各色冷却ジャケット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋ、液貯留部としてのタンク３、ポンプ１、ラジエータ５ａが環状に連結され、冷却液は図中に示した矢印方向に循環する。すなわち、ポンプ１を起点とすると、ポンプ１、ラジエータ５ａ、ブラック冷却ジャケット２Ｂｋ、マゼンタ冷却ジャケット２Ｍ、シアン冷却ジャケット２Ｃ、イエロー冷却ジャケット２Ｙ、タンク３の順で冷却液が循環する。
【００３５】
放熱部５のラジエータ５ａは、良熱伝導部材に形成された複雑な流路と、この流路と接続される良熱伝導部材によるフィンからなり、流路及びフィンを冷却ファン５ｂを用いて強制対流熱伝達により冷却することで流路内を流れる冷却液の温度を低下させる。冷却液を水とすると、定積熱容量が空気の３０００倍以上であり、少ない流量で大きな熱量を移送できるので、強制空冷に比べ効率のよい冷却が可能である。
【００３６】
上記液冷装置１０においては、ポンプ１が重力方向（鉛直方向）に対して最下部に配置されていて、タンク３、ラジエータ５ａ、各色冷却ジャケット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの順で上部に配置される。タンク３の上面には後述するソレノイドで駆動される密閉蓋３１２が開閉口３１０に設けられている。液冷装置１０に冷却液を充填する際に、ポンプ１で送液しながらタンク３の開閉口３１０から冷却液を注入し、所定の冷却液量を注入した後でタンク３の開閉口３１０を密閉蓋３１２で閉じることによりタンク３に周囲の大気圧と同等の気液界面を作ることができる。タンク３の気液界面の位置を原点として、液冷装置１０のある点での高さ（鉛直上向きを正）をｈ［ｍ］、冷却液の密度をρ［ｋｇ／ｍ３］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓｅｃ２］とすると、タンク３の気液界面が大気圧とすると液冷装置１０の各点での冷却液のゲージ圧力は、−ρ×ｇ×ｈ［Ｐａ］となり、タンク３の気液界面よりも上方の点では、冷却液の圧力は大気圧よりも低い。このため、気液界面よりも上方において、液冷装置１０の冷却液循環経路に腐食等による穴があいても冷却液が漏れることは少ない。さらに、タンク３よりも下に位置しているポンプＰ及びチューブ４の下方には受け皿６が設けられているので、タンク３よりも下方に位置するポンプ１及びチューブ４に穴が開いても、機内が冷却液によって汚染されることがない。
【００３７】
図３はタンク３の開閉口３１０が密閉蓋３１２で閉じられて密閉された状態の液冷装置１０のタンク３周りの構成例を示す説明図であり、図４はタンク３の開閉口３１０を開けて穴の有無を検知する状態の液冷装置１０のタンク３周りの構成例を示す説明図である。
図３において、タンク３の上面には、ソレノイド３１１と、タンク３の開閉口３１０を密閉するための密閉蓋３１２と、冷却液７の気液界面レベルを検知するレベルセンサ３２０の測定プローブ３２１とが設けられている。ソレノイド３１１は、プランジャ３１３と、このプランジャ３１３をソレノイド外部に押し出す方向（図中右方向）に付勢するコイルスプリング３１４とを備えており、ＣＰＵやメモリ等で構成された制御手段としての制御部８により、電気的にＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる。プランジャ３１３の先端部には、密閉蓋３１２が連結されていて、プランジャ３１３の動きに連動して図中左右方向にスライドし、開閉口３１０の開閉を行う。ソレノイド３１１が通電されずＯＦＦのときには、コイルスプリング３１４の付勢力によりプランジャ３１３がソレノイド３１１の外側に押し出され、プランジャ３１３に連動した密閉蓋３１２が図中右方向にスライドして開閉口３１０を密閉する。開閉口３１０は密閉蓋３１２により密閉されて通常は閉じられていているので、開閉口３１０が常時開放されている場合に比べ、冷却液７の蒸発による減少を防止でき、冷却液７を補給するためのメンテナンス頻度を抑制することができる。
【００３８】
上記測定プローブ３２１は、数ミリの間隔を保持するようにして対向配置された２枚のステンレス製の電極であり、これらの電極にはわずかな電位差を与え電極間を流れる微弱な電流値をセンサコントローラ３２２が検出する。電極間に冷却液７がない場合には電極間に電流は流れないが、電極間に冷却液７がある場合には微弱電流が流れ、これを検知したセンサコントローラ３２２は、制御部８に冷却液７を検知した旨のＯＮ信号を出力する。初期は２本の電極に冷却液７が接触していないので電極間には電流が流れない。
【００３９】
この測定プローブ３２１は絶縁ゴム等からなるプローブホルダ３２３によってタンク３上部の取付け穴に固定されており、プローブの先端部は、冷却液７の気液界面よりも上方になるように配設されている。これにより、冷却液７の気液界面が上昇して測定プローブ３２１の先端に触れると、測定プローブ３２１間に電流が流れ、この電流値をセンサコントローラ３２２が検知することにより、冷却液７の気液界面が所定の高さ以上のレベルにあることを検知する。
なお、冷却液７の気液界面の検出方法としては、上記測定プローブ３２１を用いた方法に限らず、冷却液７に浮かべた浮きとリミットスイッチ等の検出センサとを用いて検出する方法や、レーザ式変位センサ等を用いて冷却液７の気液界面を非接触で光学的に検出する方法など、その他の検出方法を用いてもよい。
【００４０】
図４において、制御部８がソレノイド３１１に通電してＯＮにすると、プランジャ３１３が磁力によりコイルスプリング３１４の付勢力に抗してソレノイド３１１の内部に引き込まれ、プランジャ３１３に連動する密閉蓋３１２が図中左方向にスライドする。これにより、密閉蓋３１２が開いて開閉口３１０が開放され、タンク３内は大気開放される。ここで、例えばチューブ４に腐食による穴４ａがあいた状態で密閉蓋３１２を開けると、ポンプ１が駆動を停止していれば、冷却液７と周囲の空気の圧力差により穴４ａからチューブ４内にエアーＡが入り、その分だけ冷却液７は下方のタンク３に流れ込みタンク３の気液界面が上昇する。タンク３内の冷却液量が増加して、測定プローブ３２１の先端部に冷却液７が接触すると測定プローブ３２１に電流が流れ、この電流値をセンサコントローラ３２２が検出し、センサコントローラ３２２は検出ＯＮ信号を制御部８に出力する。なお、センサコントローラ３２２は、冷却液７を検出した検出ＯＮ信号の出力だけではなく、電流値の検出結果に基づいて、タンク３内の冷却液７の不足やオーバーフローなどのエラー信号を出力してもよい。
【００４１】
図５は液冷装置１０の冷却液循環経路に穴があいているか否かを検知する検知手順を説明するためのフローチャートである。図５において、レベルセンサ３２０による検出を開始すると、まず、制御部８は液冷装置１０のポンプ１が停止していることを確認し（ステップＳ１）、密閉蓋３１２を開けて開閉口３１０を開放しタンク内を大気開放する（ステップＳ２）。そして、レベルセンサ３２０が冷却液７の気液界面を検知したか否かを所定時間（例えば、２分間）にわたりスキャンし続ける（ステップＳ３，４）。冷却液７の気液界面が上昇するとレベルセンサ３２０が気液界面を検知する（ステップＳ３でＹｅｓ）。この場合、液冷装置１０のタンク３よりも上側に穴があいているおそれがあるので、制御部８はアラーム出力部９にエラー信号を出力し、例えば操作パネルにエラーメッセージを表示する（ステップＳ５）。そして、密閉蓋３１２を閉じて（ステップＳ６）、レベルセンサ３２０による気液界面の検出を終了する。エラーメッセージを確認した利用者は、液冷装置１０を点検したり、修理を依頼したりすることができる。一方、所定時間内にレベルセンサ３２０が気液界面を検知しなかったとき（ステップＳ３でＮｏ，Ｓ４でＹｅｓ）、すなわち気液界面の位置に変化がないときは、密閉蓋３１２を閉じて（ステップＳ６）、レベルセンサ３２０による気液界面の検出を終了する。この場合は、液冷装置１０のタンク３よりも上側に穴があいていないということであり、液冷装置１０の稼働が可能である。
上記検知動作を、画像形成装置の電源が入れられてポンプ１を駆動する前や、待機時などでポンプ１が停止している際に所定の時間ごとに行なうことでポンプ１を駆動させる前に液冷装置１０に穴が開いていないか否かを検知することができる。
【００４２】
上記図２で示した液冷装置１０の構成例では、冷却液循環経路の最下部にポンプ１を設置した構成について説明したが、タンク３を冷却液循環経路の最下部に設置してもよい。
図６は、冷却液循環経路の最下部にタンク３を設置した他の構成例に係る液冷装置１０の概略構成図である。図６において、イエロー現像装置７０Ｙ、シアン現像装置７０Ｃ、マゼンタ現像装置７０Ｍ、ブラック現像装置７０Ｂｋには、それぞれ受熱部としてのイエロー冷却ジャケット２Ｙ、シアン冷却ジャケット２Ｃ、マゼンタ冷却ジャケット２Ｍ、ブラック冷却ジャケット２Ｂｋが、低硬度の熱伝導シートを介して密着して設けられている。そして、チューブ４により各色冷却ジャケット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋ、タンク３、ポンプ１、ラジエータ５ａが環状に連結され、冷却液は図中に示した矢印方向に循環する。すなわち、ポンプ１を起点とすると、ポンプ１、ラジエータ５ａ、ブラック冷却ジャケット２Ｂｋ、マゼンタ冷却ジャケット２Ｍ、シアン冷却ジャケット２Ｃ、イエロー冷却ジャケット２Ｙ、タンク３の順で冷却液が循環する。
【００４３】
上記液冷装置１０においては、タンク３が重力方向に対して最下部に配置されていて、ポンプ１、ラジエータ５ａ、各色冷却ジャケット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの順で上部に配置される。タンク３の上面には開閉口３１０が設けられていて、液冷装置１０に冷却液７を充填する際に、ポンプ１で送液しながら開閉口３１０から冷却液７を注入し、所定の冷却液量を注入した後で開閉口３１０を密閉蓋３１２で閉じることによりタンク３に周囲の大気圧と同等の気液界面を作ることができる。
【００４４】
上記図２で示した液冷装置１０の構成例において述べたように、タンク３の気液界面が大気圧とすると、液冷装置１０の各位置での冷却液のゲージ圧力は、−ρ×ｇ×ｈ［Ｐａ］となり、タンク３の気液界面よりも上方の位置では、冷却液７の圧力は大気圧よりも低い。このため、気液界面よりも上方において、液冷装置１０に何らかの穴があいても冷却液７が漏れることは少ない。一方、タンク３の気液界面より下方の位置では、冷却液７の圧力は大気圧よりも高いので穴があくと冷却液７が漏れるおそれがあるが、図６の構成例ではタンク３が液冷装置１０の最下部に配置されているので、気液界面より下方に位置するのはチューブ４のごく一部に限られ、上記図２の構成に比べ、特にポンプ１周りからの冷却液漏れをより確実に防止することができる。
【００４５】
図６に示した液冷装置１０においても、上記図２の液冷装置１０と同様に、タンク３の上面に開閉口３１０を開閉するためのソレノイド３１１や密閉蓋３１２等、及びレベルセンサ３２０が設けられていて、冷却液循環経路に穴の有無を検知することができる（図４参照）。穴の検知処理手順は上記図５のフローチャートを用いて説明した手順と同様なので説明を省略する。なお、上記図２の液冷装置１０の構成では、タンク３の気液界面より下側のポンプ１及びチューブ４に穴があいた場合には、その穴を検知することができなかったが、図６の液冷装置１０では、タンク３の気液界面より下側のチューブ４を除き、ポンプ１を含めて穴の検知を行うことができる。
【００４６】
以上、本実施形態によれば、冷却装置１０は、冷却対象物としての現像装置７０の発熱箇所に接触させて配設した受熱部としての冷却ジャケット２と、熱を放出させる放熱部５と、周囲の空気に対して密閉された状態で冷却液７を冷却ジャケット２と放熱部５との間で循環させるための冷却液循環経路を形成する循環経路形成部材としてのチューブ４と、チューブ４の冷却液７を循環させるための循環手段としてのポンプ１とを備えており、冷却液７がチューブ４の周囲の空気に対して密閉されている密閉式の冷却装置である。そして、上記冷却液循環経路に連通し冷却液循環経路の鉛直方向最上部よりも低い位置に設置され略大気圧の空気と冷却液７とが接する気液界面を有するように冷却液７を貯留し、気液界面よりも上方に開閉可能な開閉口３１０を有する液貯留部としてのタンク３と、気液界面の高さ方向の位置を検出するための検出手段としてのレベルセンサ３２０とを備える。このタンク３の開閉口３１０を開けて大気開放したときに、レベルセンサ３２０による気液界面の高さ方向の位置の検出結果に基づいて、タンク３内の冷却液７の気液界面よりも上方に位置する冷却液循環経路部分にあいた穴４ａを検知することができる。また、冷却液７が漏れる穴の有無を検知するとき以外はタンク３の開閉口３１０を閉じておくことにより、冷却液７の蒸発を抑制することができるので、冷却液７のメンテナンス頻度を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、上記タンク３が、受熱部である冷却ジャケット２よりも重力方向下方に設置されているので、タンク３内の冷却液７の気液界面よりも上方に位置する冷却ジャケット２近傍の冷却液循環経路部分にあいた穴４ａを検知することができる。
また、本実施形態によれば、上記チューブ４で形成される冷却液循環経路のタンク３よりも鉛直方向下方に位置する部分から漏れた冷却液７を受ける冷却液受け部材としての受け皿６が設けられている。タンク３より鉛直方向下方に位置するチューブ４内の冷却液７の圧力が大気圧よりも高いため、タンク３より下方でチューブ４等からなる冷却液循環経路に穴があくと冷却液７が漏れ出しやすい。本実施形態では、このような位置の冷却液循環経路の穴から漏れた冷却液７を受け皿６が受け止めて貯めておくことができるので、周囲への冷却液７の付着を少なくすることができる。
また、本実施形態によれば、上記タンク３を、上記冷却液循環経路の鉛直方向最下部に配置してもよい。この場合は、タンク３が、冷却ジャケット２、放熱部５およびポンプ１よりも重力方向下側に位置するため、チューブ４等からなる冷却液循環経路に穴４ａがあいても冷却液７が漏れにくくなるので、冷却液７の漏れを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１      ポンプ
２      受熱部（冷却ジャケット）
３      タンク
４      チューブ
５      放熱部
５ａ    ラジエータ
５ｂ    冷却ファン
６      受け皿
７      冷却液
８      制御部
９      アラーム出力部
１０    液冷装置（冷却装置）
２０    タンデム型画像形成部
３８    画像形成ユニット
４０    感光体ドラム
７０    現像装置
１００  作像部
３１０  開閉口
３１１  ソレノイド
３１２  密閉蓋
３１３  プランジャ
３１４  コイルスプリング
３２０  レベルセンサ
３２１  測定プローブ
３２２  センサコントローラ
３２３  プローブホルダ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００８−１８０８３１号公報
【図１】
0005594588.tif 000002
【図２】
0005594588.tif 000003
【図３】
0005594588.tif 000004
【図４】
0005594588.tif 000005
【図５】
0005594588.tif 000006
【図６】
0005594588.tif 000007
【図７】
0005594588.tif 000008
【図８】
0005594588.tif 000009