(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に対し着脱可能な現像装置の温度上昇箇所である側面の熱を、該温度上昇箇所に接触して受ける受熱部と、
上記現像装置の温度上昇箇所である側面の熱を上記画像形成装置外に放熱する放熱部と、
上記受熱部と上記放熱部の間を循環する冷却液と、
上記冷却液が循環可能なように受熱部と放熱部とを連結する冷却液循環路と、
上記冷却液を移動させるポンプと、
を少なくとも備えた冷却装置において、
上記現像装置の温度上昇箇所である側面の温度を検知する温度センサを備えており、
上記放熱部には、ファン回転数に関する動作モードの切替が行なえる冷却ファンを有し、
上記ポンプは、上記冷却液の移動量に関する動作モードの切替が行なえ、
上記冷却ファン及び上記ポンプの動作モードは、上記現像装置の温度上昇箇所である側面の検知温度に応じて制御され、
上記温度センサは、上記現像装置の温度上昇箇所である側面が押圧されて接触する上記受熱部の表面部分に断熱材を介して取り付けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
上記受熱部及び上記温度センサを複数の現像装置それぞれに対応させて複数組備え、
上記冷却ファン及び上記ポンプの動作モードは、上記複数の温度センサの検知温度のうち一番高い検知温度に基づいて制御されることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の冷却装置において、
上記温度センサで検知した検知温度に応じて上記ポンプの動作モードを切り替え、上記放熱部の冷却ファンの動作モードは、上記ポンプの動作モードの切り替えに比例するような関係で連動させることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
現像装置の冷却装置として、請求項１乃至３のいずれか一に記載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、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いる冷却装置、及びこの冷却装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置においては、画像形成装置内に設けられた光書込装置、定着装置、現像装置、像担持体を回転駆動させる駆動モータなどの様々な箇所で発熱し、画像形成装置内を温度上昇させることが知られている。
【０００３】
今日、電子写真方式の画像形成装置では、市場要求ともあいまって、カラー複写機やカラープリンタなどのカラーの画像形成装置が多くなってきている。カラー画像形成装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成したトナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものがある。また、並べて備える複数色の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものもがある。
【０００４】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コスト低減をできるものの、１つの感光体を用いて複数回（４〜５回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化には困難である。後者は、逆に大型化し、コスト高になるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。そのため、最近では、生産性向上の要求もありをフルカラーもモノクロ並みのスピード化が望まれ、タンデム型が注目されてきている。
【０００５】
また、タンデム型の画像形成装置には、図９に示すように、各感光体ユニット２１０の感光体２１１上のトナー画像を各転写装置により、シート搬送ベルト２５０で搬送するシートＰに順次転写する直接転写方式のものがある。また、図１０に示すように、各感光体ユニット２１０の感光体２１１上の画像を一次転写装置により、いったん中間転写ベルト２６０に順次転写した後、その中間転写ベルト２６０上の画像を二次転写装置２７０によりシートＰに一括転写する間接転写方式のものもがある。図１０で例示した二次転写装置２７０はローラ形状であるが、転写搬送ベルト形状もある。また、タンデム型の画像形成装置には図１１に示すように各感光体ユニット２１０の上部に中間転写ベルト２６０を配した構成のものもある。
【０００６】
例えば、図１０に示す、タンデム型・間接転写方式の画像形成装置では、装置サイズを小型化する観点から装置内部の高密度化と共に定着装置２８０を各感光体ユニット２１０の下側にもぐりこませるような構成となり、各感光体ユニット２１０に対して定着装置２８０が近接することが多い。そのため発熱体である定着装置２８０の発熱により、画像形成部である各感光体ユニット２１０が熱影響を受けて温度上昇してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、画像形成装置の高速化、コンパクト化、高画質化等の要求の高まりにより、画像形成部である各感光体ユニットの温度上昇の問題は、タンデム型・間接転写方式の画像形成装置に限られる問題ではなく、画像形成装置全般の問題となってきた。そして、電子写真方式の画像形成装置の内部の高密度化にともない、いずれの型式・方式の画像形成装置でも、画像形成の高速化の要求により装置内部の発熱量も増してきており、高温となった各感光体ユニット内で、トナー固着等の不具合が発生するようになってきた。
【０００８】
このように、画像形成装置の内部の高密度化が進むなか、従来は、例えば特許文献１に開示されている構成のように、現像装置内に設けた高熱伝道部材の非常に狭い空間に風を流し強制空冷にて冷却を行っていた。しかしながら、さらなる画像形成装置の内部の高密度化により装置内での蓄熱化が進むなか、高画質、高性能化のため、トナーの溶解温度も低いものを用いることが主流になってきた。そのため、高速カラー複写機等の画像形成装置における、各感光体ユニット等の冷却が、空冷では十分に対応することが困難なってきていた。
【０００９】
そこで、空冷の冷却装置よりも効率の良い液冷の冷却装置にて冷却を行うことが提案されてきた。液冷は空冷に比べて、冷却能力が高く、例えば、特許文献２に開示されたいる構成のように冷却部を、空冷に比べ、より冷やすことができる。しかし、冷却の必要がない周囲環境が低温時においても同様の冷却を行っていた。また、画像形成部には感光体のクリーニング装置のクリーニングブレードがあり、その材質の特性を考慮すると冷やしすぎるとクリーニング不良という問題を引き起こすことも考えられる。
【００１０】
また、特許文献３には、次のような冷却装置の構成が開示されている。特許文献３の冷却装置は、複数の画像形成部（温度上昇箇所）に、それぞれ対応する受熱部と、少なくとも１つの画像形成部に対応した複数の冷却手段と、受熱部と冷却手段とを冷却液が循環するように配管された冷却管と、１つの冷却液の搬送手段と、制御部とを設けている。そして、制御部は、各冷却手段を、少なくとも１つの画像形成部に対応させ、それぞれに対応する画像形成部の現像装置の温度に基づいて制御する。このように、複数の画像形成部それぞれに冷却液の搬送手段と冷却手段とを備えるものに比べ、安価で複数の画像形成部の温度上昇を抑制でき、かつ、ひとつの冷却手段で複数の画像形成部の温度上昇を抑制するものに比べ、冷却手段の大型化や騒音を抑制できるというものである。
【００１１】
しかしながら、特許文献３に記載の冷却装置の構成でも、各画像形成部の現像装置の温度に基づく制御するのは、それぞれに対応する冷却手段である冷却ファンの回転数だけである。そのため、各受熱部を流れる冷却液の流量は一定であり、例えば、冷却の必要に無い画像形成部でも、不必要に冷却してしまい、そのことに起因するクリーニング不良等の問題を引き起こす可能性が考えられる。また、冷却液の搬送手段に関して、各画像形成部の現像装置の温度に基づく制御を行っていない。そのため、冷却液の搬送手段を駆動する駆動音、及びその駆動コストも各画像形成部の現像装置の温度に関係なく一定となっていた。
【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、現像装置の液冷による冷却において、次のような冷却装置を提供することである。放熱したい熱量に応じて、必要最低限の冷却能力を行使することで、冷却性能を最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファンを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置である。
【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に記載の発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能な現像装置の温度上昇箇所の熱を、該温度上昇箇所に接触して受ける受熱部と、上記現像装置の温度上昇箇所の熱を上記画像形成装置外に放熱する放熱部と、上記受熱部と上記放熱部の間を循環する冷却液と、上記冷却液が循環可能なように受熱部と放熱部とを連結する冷却液循環路と、上記冷却液を移動させるポンプと、を少なくとも備えた冷却装置において、上記温度上昇箇所の温度を検知する温度センサを備えており、上記放熱部には、ファン回転数に関する動作モードの切替が行なえる冷却ファンを有し、上記ポンプは、上記冷却液の移動量に関する動作モードの切替が行なえ、上記冷却ファン及び上記ポンプの動作モードは上記温度上昇箇所の検知温度に応じて制御されることを特徴とするものである。
本発明の冷却装置では、現像装置の温度上昇箇所の温度センサによる検知温度に応じて、ファン回転数に関する冷却ファンの動作モードと、冷却液循環路内の冷却液を移動させるポンプの冷却液の移動量に関する動作モードの切替を行なうことができる。したがって、現像装置の温度上昇箇所の検知温度に応じて、冷却ファンの動作モードとポンプの動作モードの切替を行なうことで、冷却ファンのファン回転数及びポンプによる冷却液の移動量を変更して、必要最低限の冷却能力を行使することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、温度上昇箇所の検知温度に応じて、冷却ファンの動作モードとポンプの動作モードの切替を行なうことで、冷却ファンのファン回転数及びポンプによる冷却液の移動量を変更して、必要最低限の冷却能力を行使することができる。よって、放熱したい熱量に応じて、必要最低限の冷却能力を行使することで、冷却性能を最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファンを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の説明図。
【図２】（ａ）本実施形態に係る画像形成装置を正面から見た模式図、及び（ｂ）画像形成装置上方から見た冷却装置の基本構成と冷却液の循環路の模式図。
【図３】本実施形態に係る画像形成ユニットの構成の説明図。
【図４】本実施形態に係る画像形成ユニットの斜視図。
【図５】実施例１に係る冷却装置の各部の説明図。
【図６】実施例１に係る冷却装置の放熱部の説明図。
【図７】実施例２に係る冷却装置の放熱部の説明図。
【図８】実施例３に係る冷却装置のポンプ流量と冷却ファン回転数のグラフ。
【図９】従来の、タンデム型・直接転写方式の画像形成装置の概要説明図。
【図１０】従来の、各感光体ユニットを中間転写ベルトの上部に配置したタンデム型・中間転写方式の画像の画像形成装置の概要説明図。
【図１１】従来の、各感光体ユニットを中間転写ベルトの下部に配置した、タンデム型・中間転写方式の画像形成装置の概要説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を、電写真方式の画像形成装置であるカラー複写機で用いる冷却装置１１０に適用した一実施形態の例について、実施例を挙げ、図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の説明図、図２は、（ａ）が本実施形態に係る画像形成装置を正面から見た模式図、及び（ｂ）が画像形成装置上方から見た冷却装置の基本構成と冷却液の循環路の模式図である。また、図３は、本実施形態に係る画像形成ユニットの構成の説明図、図４は、本実施形態に係る画像形成ユニットの斜視図、図５は、実施例１に係る冷却装置の各部の説明図、図６は、実施例１に係る冷却装置の放熱部の説明図である。そして、図７は、実施例２に係る冷却装置の放熱部の説明図、図８は、実施例３に係る冷却装置のポンプ流量と冷却ファン回転数のグラフである。
【００１７】
まず、この複写機の基本的な構成から説明する。この複写機は、図１に示すように、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てい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）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーに対応した感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、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、これによって画像形成ユニット３８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が形成されている。また、各画像形成ユニット３８は、複写機本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。各画像形成ユニット３８は４つ並列に設けられており、タンデム型画像形成部２０を形成している。ここで、各画像形成ユニット３８の構成は使用するトナーの色が異なるのみで、その構成・動作は、同一でああるので以下の説明では、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは適宜、省略して説明する。
【００２０】
そして、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ローラ７１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、感光体ドラム４０上の潜像を現像する。
【００２１】
また、各画像形成ユニット３８は、図３に示すように、装置本体に収縮するレール１４３ａ、１４３ｂ（例えばアキュライド等）が設けられている。これらレール１４３ａ、１４３ｂと、ドラム軸４０ｄＫとに画像形成ユニット３８を装着して、画像形成ユニット３８を装置本体へ押入れることで、画像形成ユニット３８が装置本体に装着される。そして、各画像形成ユニット３８の現像装置７０には、後述する冷却装置１１０の各受熱部１１２を現像装置７０に対して接離させるための接離機構１４０が設けられている。この接離機構１４０は、受熱部１１２を保持する保持手段たる保持部材１４１と、保持部材１４１を現像装置７０に対して接離可能に支持する支持手段たる支持部材１４２とを有している。そして、受熱部１１２は、保持部材１４１に備えられた押圧手段である弾性部材（不図示）により現像装置７０の側壁面に押圧される。支持部材１４２は、図中左側のレール１４３ａが取り付けられている固定部材１４５に固定されている。固定部材１４５は、後述する露光装置３１が配置された書き込みエリアとタンデム型画像形成部２０とを仕切る仕切り板１５０に固定されている。そして、保持部材１４１は、受熱部１１２の圧接面と反対側の面、上面および下面の３面と対向しており、受熱部１１２を覆っている。このように、保持部材１４１で受熱部１１２を覆うことで、後述する定着装置６０等からの赤外光を遮蔽することができ、受熱部１１２が現像装置７０以外から熱的影響を受けるのを抑制することができる。これにより、受熱部１１２が現像装置７０以外からの熱的影響を受けて加熱されるのが抑制され、現像装置７０を効率よく冷却することができる。
【００２２】
また、図４は、画像形成ユニット３８の斜視図であり、図４（ａ）は、画像形成ユニット３８の奥側斜視図、図４（ｂ）画像形成ユニット３８の手前側斜視図である。感光体ドラム４０は、感光層が塗工された感光管４０ｃと、手前側フランジ４０ａと、奥側フランジ４０ｂとで構成されている。感光体ドラム４０の手前側フランジ４０ａと奥側フランジ４０ｂとが、画像形成ユニット３８の枠体１３０に回転自在に支持されている。現像装置７０は、画像形成ユニット３８の枠体１３０に仮位置決めされた後、位置決め手段たる前位置決め板１３１と奥位置決め板１３２とによって、位置決めされる。これら位置決め板１３１、１３２は、感光体ドラム４０の支持軸であるドラム軸４０ｄＫと、現像装置７０が備える現像剤担持体である現像ローラ７１の現像ローラ軸（不図示）とを回転自在に支持して、感光体ドラム４０と現像ローラ７１との間に一定の現像ギャップを保持する。すなわち、感光体ドラム４０のドラム軸４０ｄＫは、軸受を介して各位置決め１３１、１３２に回転可能に嵌合している。また、現像ローラ７１の現像ローラ軸も、軸受を介して各位置決め板１３１、１３２に回転可能に嵌合している。また、奥位置決め板１３２には、長孔よりなる従基準孔が形成され、この従基準孔には、現像装置７０に固定された従基準ピン７１ｂが嵌合している。同様に、前位置決め板１３１にも、長孔よりなる従基準孔が形成され、この従基準孔に現像装置７０に固定された従基準ピン７１ａが嵌合している。このように、従基準ピン７１ａ、７１ｂがそれぞれ位置決め板１３１、１３２に形成された従基準孔に嵌合することによって、現像装置７０が現像ローラ７１の中心軸線のまわりに回転することが禁止される。
【００２３】
このように構成した、画像形成ユニット３８を動作位置に装着すると、感光体モータ１３３から延びるドラム軸４０ｄＫが感光体ドラム４０を貫通するとともに、各位置決め板１３１、１３２の軸受と嵌合する。これにより、感光体ドラム４０の位置決めがなされ、感光体ドラム４０の中心軸線と現像ローラ７１の中心軸線との間の距離が正しく規制される。これによって、感光体ドラム４０と現像ローラ７１との微小ギャップが正しく維持され、感光体ドラム４０に高品質なトナー像を現像することができる。ここで、各位置決め１３１、１３２は、価格面、軽量化から樹脂が好ましいが、金属を用いてもよい。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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シート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上のトナー像をシートＰに転写する。
【００２７】
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９０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９０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。
【００２８】
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はシート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。
【００２９】
二次転写装置１９及び定着装置６０の下方には、シート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、シートＰの両面に画像を記録すべくシートＰを反転させる。
【００３０】
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２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、操作パネル上のスタートスイッチ（不図示）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、また、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。
【００３１】
また、操作パネル上のスタートスイッチを押すことによって、駆動モータ（不図示）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上にそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）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、除電装置（不図示）で除電して再度の画像形成に備える。
【００３２】
操作パネル上のスタート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つからシート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との間にシートＰを送り込み、二次転写装置１９で転写してシートＰ上にカラー画像を転写する。
【００３３】
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シート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定着する。画像定着後のシート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、ここでシート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９０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。
【００３４】
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７１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。
【００３５】
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冷却システムである冷却装置１１０を画像形成装置に搭載している。
【００３６】
冷却装置１１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、受熱部１１２と、パイプ１１４と、ラジエータ１１５ａ及び冷却ファン１１５ｂで構成される放熱部１１５と、ポンプ１１１と、タンク１１３とを備えている。４つの受熱部（冷却ジャケット）１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｂｋは、それぞれ温度上昇箇所である現像装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋの側壁面に密着して設けられ、各受熱部１１２内を循環している冷却液が各現像装置７０の熱を奪う。また、パイプ１１４は、受熱部１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｂｋ、タンク１１３、ポンプ１１１、ラジエータ１１５ａを環状に連結して、冷却装置１１０の冷却液循環路１２０を形成しており、冷却液は図２（ｂ）中に示した矢印の方向に循環する。すなわち、ポンプ１１１を起点とすると、ポンプ１１１、ラジエータ１１５ａ、各受熱部１１２、タンク１１３の順で冷却液が循環する。そして、パイプ１１４で接続された３つの放熱部１１５では、各受熱部１１２で加熱されたパイプ１１４内の冷却液は、ポンプ１１１によって放熱部１１５のラジエータ１１５ａへ送り込まれて、その熱が冷却ファン１１５ｂによって空気中へ放熱されて冷却される。
【００３７】
ここで、各パイプ１１４は、ゴムチューブや樹脂チューブのような柔軟性のある部材で構成されている。これは、各受熱部１１２は、上述した各画像形成ユニット３８が接離機構１４０によって現像装置７０の側壁面側に移動可能に支持されている。このため、パイプ１１４をゴムチューブや樹脂チューブなどの柔軟性のある部材で構成した方が、パイプ１１４を受熱部１１２の動きに追随させることができ、パイプ１１４が受熱部１１２等から外れてしまうなどの不具合が生じるのを抑制することができるためである。ただし、必ずしも全ての冷却液循環路１２０のパイプ１１４でゴムチューブ等が必要かというとそうではなく、パイプ１１４の一部を金属配管にしてもよく、またそのほうが水分透過性を極力抑えることができるなど都合が良い。
【００３８】
ポンプ１１１は、冷却液循環路１２０内の冷却液を放熱部１１５と各受熱部１１２との間で循環させるための搬送手段である。また、タンク１１３は、冷却液保管用のタンクであるとともに、冷却液循環路１２０内への冷却液の注入などにも用いる。また、この冷却装置１１０は、パイプ１１４でポンプ１１１、ラジエータ１１５ａ、タンク１１３、各受熱部１１２が繋がれて装置本体側に固定されており、画像形成ユニット３８が動作位置に装着されるのを待機している。
【００３９】
このように構成した液冷の冷却装置は、空冷の冷却装置に比べ、その冷却能力が高い。しかし、このような構成だけでは、冷却の必要がない周囲環境が低温時においても同様の冷却を行ってしまう。また、画像形成ユニットには感光体ドラムのクリーニング装置のクリーニングブレードがあり、その材質の特性を考慮すると冷やしすぎるとクリーニング不良という問題を引き起こすことも考えられる。また、冷却液の搬送手段であるポンプの動作に関して、各画像形成ユニットの現像装置の温度に基づいて制御を行っていないため、冷却液の搬送手段を駆動する駆動音、及びその駆動コストも各画像形成部の現像装置の温度に関係なく一定となってしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態の冷却装置では、放熱したい熱量に応じた冷却能力への切替を行なえることで冷却性能の最適化を測ると共に、騒音の低減も図れる冷却装置、及びこの冷却装置を用いた画像形成装置を提供するために、本実施形態に係る冷却装置１１０を、以下に説明する各実施例のように構成した。
【００４１】
（実施例１）
まず、本実施形態の冷却装置の一実施例である、実施例１について図を用いて説明する。また、本実施例の冷却装置１１０は、上述した冷却装置の例と、各現像装置７０の温度上昇箇所の温度を検知する温度センサ１１８をそれぞれ設け、検知した温度に応じて、ポンプ１１１と冷却ファン１１５ｂを制御し適切な動作モードにして冷却を行う点のみが異なる。したがって、上述した冷却装置の例と共通する構成・動作については、適宜省略して説明する。
【００４２】
本実施例の冷却装置１１０は、図３、５で示すように、各画像形成ユニット３８の接離機構１４０で、それぞれの現像装置７０の側面に接離する受熱部１１２に温度センサ１１８を設けている。具体的には、図５に示すように各現像装置７０の側面に接離する受熱部１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｂｋに、それぞれ温度センサ１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｂｋを設けている。各温度センサ１１８は、それぞれの受熱部１１２内を流れる冷却液の温度の影響を受けず、接離する現像装置７０の温度上昇箇所である側面の温度を検知できるように、受熱部１１２内のパイプを避けた位置に断熱材（不図示）等で保護され、各現像装置７０の側面に押圧される。
【００４３】
また、図６で示すように、放熱部１１５はラジエータ１１５ａ、冷却ファン１１５ｂで構成され、外気を冷却ファン１１５ｂによって取り入れ、ラジエータ１１５ａに風を当てて冷却する。ここで、ラジエータ１１５ａと冷却ファン１１５ｂの位置関係は冷却ファン１１５ｂ側が吸気側、排気側のどちらでも構わない。そして、本実施例の冷却ファン１１５ｂには、動作モードの切替が行なえる冷却ファンを用いている。ここで、動作モードの切替が行える冷却ファンとは、具体的には、単位時間毎の回転数を段階的に変更可能な冷却ファンである。
【００４４】
また、本実施例のポンプ１１１についても、動作モードの切替が行なえるポンプを用いている。そして、動作モードの切替が行えるポンプとは、具体的には、移動させる冷却液の単位時間毎の流量を段階的に変更可能なポンプである。
【００４５】
本実施例の冷却装置１１０では、放熱部１１５の冷却ファン１１５ｂの動作モードを制御することと、ポンプ１１１の動作モードを制御することで冷却装置１１０の冷却性能が決まる。そこで、本実施例の冷却装置１１０では、温度センサ１１８で検知したの現像装置７０の温度上昇箇所の温度に応じて、冷却ファン１１５ｂとポンプ１１１を制御し適切な動作モードにして冷却を行うように構成している。また、この制御は、冷却装置１１０に制御部を設けて行う構成でも、複合機本体に備える制御部で行う構成のいずれでも良い。
【００４６】
制御部による冷却ファン１１５ｂとポンプ１１１との動作モードの制御は、次ぎのように行うことができる。各温度センサ１１８のうち一番高い検知温度：Ｔ（℃）に基づいて、表１に示すような冷却ファン１１５ｂとポンプ１１１の動作モードの制御を行うことができる。具体的には、ポンプ１１１の動作モードは、Ｔ≦３５℃ではＯＦＦ（駆動しない）、３５℃＜Ｔ≦４１℃では５０％ｄｕｔｙ（０．２３Ｌ／ｍｉｎ）、４１℃＜Ｔでは１００％ｄｕｔｙ（０．４５Ｌ／ｍｉｎ）の動作モードに制御する。また、冷却ファン１１５ｂは、Ｔ≦３８℃ではＯＦＦ（駆動しない）、３８℃＜Ｔ≦４５℃では１５００ｒｐｍ（回毎分）、４５℃＜Ｔでは３０００ｒｐｍの動作モードに制御する。
【表１】
0005880998.tif 000002
【００４７】
このように冷却装置１１０を構成することで、現像装置７０の温度上昇箇所の温度センサ１１８による検知温度に応じて、冷却ファン１１５ｂの動作モードと、冷却液循環路内の冷却液を移動させるポンプ１１１の動作モードの切替を行なうことができる。したがって、現像装置７０の温度上昇箇所の検知温度に応じて、冷却ファン１１５ｂの動作モードとポンプ１１１の動作モードの切替を行なうことで、必要最低限の冷却能力を行使することができる。よって、冷却性能の最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファン１１５ｂを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供することができる。
【００４８】
（実施例２）
次に、本実施形態の冷却装置の一実施例である、実施例２について図を用いて説明する。また、本実施例の冷却装置１１０は、上述した実施例１と、放熱部１１５を設ける態様が異なるのみであるので、実施例１と共通する構成・動作については、適宜省略して説明する。
【００４９】
本実施例の冷却装置１１０は、図７で示すように、放熱部１１５の吸排気方向を略鉛直方向になるように配置している。本実施例のラジエータ１１５ａは、その短手方向に略平行な複数のフィン１１５ｃを有しており、ラジエータ１１５ａの吸気口から排気口へ気流の流れを起こして、このフィン１１５ｃからの放熱を行うものである。上述した実施例１では、この気流を冷却ファン１１５ｂにより略水平方向に強制的に起すことで効率的な冷却が行っている。しかし、放熱が必要な熱量によっては、自然対流によっても熱量によっては十分な冷却が行える場合もある。
【００５０】
そこで、本実施例の放熱部１１５では、図７に示すように、自然対流による流れによりラジエータ１１５ａのフィン１１５ｃから放熱できるようにラジエータ１１５ａの吸気口から排気口への気流の流れを鉛直方向となるように配置している。このように、ラジエータ１１５ａの吸気口から排気口への気流の流れを鉛直方向となるように配置することで、放熱部１１５の冷却ファン１１５ｂが稼動しなくても一定の冷却効果を得ることができる。また、冷却ファン１１５ｂが稼動することによる冷却効果に、自然対流による冷却効果を加えることで、冷却ファン１１５ｂの動作モードも低く抑えることもできる。
【００５１】
例えば、この複合機を設置した環境温度が低く、放熱部１１５で放熱が必要な熱量が少ない場合には、冷却ファン１１５ｂの動作モードをオフモード（回転させないように電源をオフにするモード）に、変更しても十分な冷却効果がえられる。また、オフモードでは、十分な熱量が放熱できない場合であっても、冷却ファン１１５ｂを稼動させた際の動作モードを、自然対流を利用しない場合よりも、低いモード（冷却ファン１１５ｂの回転数が少ない）とすることができる。
【００５２】
このように冷却装置１１０を構成することで、自然対流による気流の流れにより、ラジエータ１１５ａのフィン１１５ｃから放熱することができ、放熱部１１５の冷却ファン１１５ｂが稼動しないオフモード（回転させないように電源をオフにするモード）であっても、一定の冷却効果を得ることができる。また、冷却ファン１１５ｂが稼動することによる冷却効果に、自然対流による冷却効果を加えることで、冷却ファン１１５ｂの動作モードも低いモード（冷却ファン１１５ｂの回転数が少ない）に抑えることもできる。したがって、現像装置７０の温度上昇箇所の温度センサ１１８による検知温度に応じて、必要最低限の冷却能力を行使することができる。よって、冷却性能の最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファン１１５ｂを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供することができる。
【００５３】
（実施例３）
次に、本実施形態の冷却装置の一実施例である、実施例３について図を用いて説明する。また、本実施例の冷却装置１１０では、ポンプ１１１の動作モードと冷却ファン１１５ｂの動作モードの切替を、比例するよな関係で連動させることを規定している点のみが、上述した実施例１、２と異なる。したがって、実施例１と共通する構成・動作については、適宜省略して説明する。
【００５４】
一般に放熱部にラジエータを用いた冷却装置では、放熱部における放熱量はポンプで送ることができる冷却液に伝えられる熱量以上となることがない。つまり、ラジエータの冷却ファンは冷却液に伝えられた熱量を効率的に放熱する手段にすぎず、放熱量の絶対値としてはポンプで送り出される流量に一意的に依存する。そこで、本実施例の冷却装置１１０では、冷却ファン１１５ｂの動作モードとポンプ１１１の動作モードとを、現像装置７０の温度上昇箇所に押圧させた温度センサ１１８で検知する温度に応じて変化させる際に、次のように各モードを変化させることとした。
【００５５】
まず、温度センサ１１８で検知した温度に応じてポンプ１１１の動作モードを変化させ、放熱部１１５の冷却ファン１１５ｂの動作モードは、ポンプ１１１の動作モードの切替に比例するよな関係で連動させる。ここで、比例するような関係とは、例えば、ポンプ１１１の動作モードが１０段階の１から３に上がり冷却液の流量が増えたら、それに比例して、冷却ファン１１５ｂの動作モードも１０段階の１から３に上がり冷却ファン１１５ｂの単位時間毎の回転数が増える関係を意味する。このように構成することで、現像装置７０の温度上昇箇所から冷却液に伝えた熱を、放熱部１１５のラジエータ１１５ａから効率よく放熱して冷却を行うことができる。ここで、本実施例の冷却装置１１０では、冷却ファン１１５ｂの動作モードとポンプ１１１の動作モードとを、いずれの動作モードも段階的に変化させる単位時間毎の回転数、又は単位時間毎の流量の段階数を多く設定し、略連続的に変化させるようにしている。具体的には、図８に示すグラフのように、ポンプ１１１の流量に応じて、ラジエータ１１５ａの冷却ファン１１５ｂの回転数を変化させることで、現像装置７０の温度上昇箇所から冷却液に伝えた熱を効率よく放熱して、現像装置７０の温度上昇箇所を冷却することができる。
【００５６】
このように冷却装置１１０を制御することで、現像装置７０の温度上昇箇所の温度に応じて冷却液の流量を制御するため、ポンプ１１１には無駄なエネルギーを使うことがない。そして、このポンプ１１１による冷却液の流量に比例して放熱部１１５の冷却ファン１１５ｂの回転数を制御するので、冷却装置１１０の冷却性能を最適化することができる。したがって、現像装置７０の温度上昇箇所の温度センサ１１８による検知温度に応じて、必要最低限の冷却能力を行使することができる。よって、冷却性能の最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファン１１５ｂを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供することができる。
【００５７】
また、上述した各実施例では、各色ごとに設けた受熱部１１２、ポンプ１１１、放熱部１１５のラジエータ１１５ａ、及びタンク１１３が、環状に連結されて冷却液循環路１２０を形成している冷却装置１１０に、本発明を適用した例について説明した。つまり、上述した各実施例では、現像装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋそれぞれの温度上昇箇所の冷却に、上記冷却液循環路１２０から構成される１つの冷却機構を共用する構成の冷却装置１１０に、本発明を適用した例について説明した。しかし、本発明はこのような構成の冷却装置に限定されるものではなく、例えば、現像装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋそれぞれの温度上昇箇所の冷却に、各色独立で冷却機構を備える構成の冷却装置にも適用可能である。そして、各温度上昇箇所の温度センサの検知結果に基づいて、各色独立にポンプと冷却ファンとを制御することで、上述した各実施例と同様な作用・効果を奏することができる。
【００５８】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
本態様の冷却装置は、複写機などの画像形成装置本体に対し着脱可能な現像装置７０などの現像装置の温度上昇箇所の熱を、該温度上昇箇所に接触して受ける受熱部１１２などの受熱部と、上記現像装置の温度上昇箇所の熱を上記画像形成装置外に放熱するラジエータ１１５ａを有した放熱部１１５などの放熱部と、上記受熱部と上記放熱部の間を循環する冷却液と、上記冷却液が循環可能なように受熱部と放熱部とを連結する冷却液循環路１２０などの冷却液循環路と、上記冷却液を移動させるポンプ１１１などのポンプと、を少なくとも備えた冷却装置１１０などの冷却装置において、上記温度上昇箇所の温度を検知する温度センサ１１８などの温度センサを備えており、上記放熱部には、ファン回転数に関する動作モードの切替が行なえる冷却ファン１１５ｂなどの冷却ファンを有し、上記ポンプは、上記冷却液の移動量に関する動作モードの切替が行なえ、上記冷却ファン及び上記ポンプの動作モードは上記温度上昇箇所の検知温度に応じて制御される。
これによれば、上記実施例１について説明したように、放熱したい熱量に応じて、必要最低限の冷却能力を行使することで、冷却性能を最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファンを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供できる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、ラジエータ１１５ａ及び冷却ファン１１５ｂを有した放熱部１１５などの放熱部の配置を、自然対流により生じる気流を用いた冷却も可能な配置としている。
これによれば、上記実施例２について説明したように、現像装置の温度上昇箇所の温度センサによる検知温度に応じて、自然対流による気流の流れも冷却に利用し、必要最低限の冷却能力を行使することができる。よって、冷却性能の最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファンを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供できる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、ラジエータ１１５ａ及び冷却ファン１１５ｂを有した放熱部１１５などの放熱部の冷却ファン１１５ｂなどの冷却ファンの動作モードとポンプ１１１などのポンプの動作モードの切替を、比例するよな関係で連動させる。
これによれば、上記実施例３について説明したように、現像装置の温度上昇箇所の温度センサによる検知温度に応じて、ポンプによる冷却液の流量に比例して放熱部の冷却ファンの回転数を制御し、必要最低限の冷却能力を行使することができる。よって、冷却性能の最適化して冷却に要するエネルギーの無駄を排除できるとともに、冷却ファンを稼動させる騒音を低減することもでき、効率的な運用ができる低騒音の冷却装置を提供できる。
（態様Ｄ）
本態様の複写機などの画像形成装置は、現像装置７０などの現像装置の冷却装置１１０などの冷却装置として、（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれか一に記載の冷却装置を用いた。
これによれば、（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれか一に記載の冷却装置と同様な効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１５    中間転写ベルト
１９    二次転写装置
２０    タンデム型画像形成部
２８    反転装置
３０    原稿台
３１    露光装置
３８    画像形成ユニット
４０    感光体ドラム
６０    定着装置
６２    一次転写装置
６６    加熱ローラ
６７    加圧ローラ
７０    現像装置
７１    現像ローラ
１００    作像部
１１０    冷却装置
１１１    ポンプ
１１２    受熱部
１１３    タンク
１１４    パイプ
１１５    放熱部
１１５ａ    ラジエータ
１１５ｂ    冷却ファン
１１５ｃ    冷却フィン
１１８    温度センサ
１２０    冷却液循環路
１３３    感光体モータ
１４０    接離機構
１４３ａ、ｂ    レール
２００    給紙テーブル
３００    スキャナ
４００    原稿自動搬送装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００５−２６６２４９号公報
【特許文献２】特開２００７−０２４９８５号公報
【特許文献３】特開２００９−３００８５２号公報
【図１】
0005880998.tif 000003
【図２】
0005880998.tif 000004
【図３】
0005880998.tif 000005
【図４】
0005880998.tif 000006
【図５】
0005880998.tif 000007
【図６】
0005880998.tif 000008
【図７】
0005880998.tif 000009
【図８】
0005880998.tif 000010
【図９】
0005880998.tif 000011
【図１０】
0005880998.tif 000012
【図１１】
0005880998.tif 000013