JP2013242404A - 冷却装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の冷却部に対する熱媒体の供給量を制御することで、各温度上昇部に対する冷却を制御する構成で、省エネルギー化を図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。
【解決手段】複数の現像ユニット１９のそれぞれに隣接して配置された冷却部としての複数の受熱部３２と、受熱部３２を通過した冷却液から熱を排熱させる排熱手段である排熱部３５とを備える冷却装置３０において、稼動する現像ユニット１９を冷却する受熱部３２のみに冷却液を供給し、冷却液を供給する受熱部３２の数に応じて排熱部３５が備えるラジエータ３５ｂに風を吹きつける冷却ファン３５ａの出力を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置における発熱部を冷却する冷却装置、及び、この冷却装置を備える画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、装置内に設けられた書込ユニット、定着ユニット及び現像ユニットなどのユニットが稼動によって発熱し、装置内を温度上昇させることが知られている。

例えば、現像ユニットにおいては、現像ユニット内の現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材を駆動した際に、現像剤攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により装置内を温度上昇させる。また、現像剤を現像領域に搬送する前に現像剤担持体上に担持されている現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤規制部材による規制の際の現像剤同士の摺擦による摩擦熱により装置内を温度上昇させる。

装置内の温度が上昇すると、トナーの帯電量が低下してトナー付着量が増加し所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材や現像剤担持体、像担持体などに固着し画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。特に、近年、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合は、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。

装置内の温度が上昇することに起因する不具合を防止する構成として、稼動時の発熱によって温度が上昇する温度上昇部を冷却する冷却手段を備える構成が知られている（特許文献１〜３等）。特許文献２及び特許文献３には、温度上昇部と排熱部との間に冷却液を循環させて、温度上昇部を冷却する液冷方式の冷却装置を備えた画像形成装置が記載されている。

複数の現像ユニットを有するカラーの画像形成装置においては、作像する画像パターン（モノクロ画像やフルカラー画像等）によって稼動する現像ユニットが異なる。現像ユニットを冷却する冷却部を有する構成で、稼動していない現像ユニットを稼動している現像ユニットと同様に冷却することは、冷却に用いるエネルギーの無駄となる。
このような問題を解決可能な構成として、特許文献３には、複数の現像ユニットのそれぞれを冷却する複数の冷却部を備え、各冷却部の冷却状態又は非冷却状態を選択的に切り替え、冷却が必要な現像ユニットのみを選択して冷却する構成が記載されている。具体的には、特許文献３に記載の画像形成装置では、現像ユニットの稼動状況によって冷却液の流路を切り換えて、稼動している現像ユニットのみを選択し、冷却液を供給して冷却する構成である。これにより、稼動している現像ユニットを効率よく冷却することが可能となる。

しかしながら、特許文献３に記載の構成は、稼動中の現像ユニットのみを選択して冷却することができるが、冷却装置全体の冷却性能は変化しない。このため、全ての現像ユニットが稼動している状態に対応できる冷却性能を備えていると、一部の現像ユニットが稼動していないときには必要以上に冷却することでエネルギーの無駄が発生していた、という問題があった。
このような問題は、複数の温度上昇部が現像ユニットである場合に限らず、その温度上昇部を冷却する冷却部に冷却液を供給する構成であれば生じ得る問題である。
また、冷却部の冷却状態を調整する構成としては、各冷却部に対する冷却液を供給するか否かによって冷却を行うか否かを制御するものに限らず、各冷却部に対する冷却液の供給量を制御することによって各冷却部の冷却を制御する構成であれば生じ得る問題である。さらに、冷却部に供給する熱媒体は、上述した冷却液に限らず、気体の熱媒体であっても同様の問題は生じ得る。

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、複数の冷却部に対する熱媒体の供給量を制御することで、各温度上昇部に対する冷却を制御する構成で、省エネルギー化を図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。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の温度上昇部に設置され、該温度上昇部の熱を流体状の熱媒体に移動させて冷却する複数の冷却部と、該冷却部に供給する該熱媒体が通過する熱媒体供給流路と、該冷却部から排出された該熱媒体が通過する熱媒体排出流路と、該熱媒体排出流路を通過し、該熱媒体供給流路に向かう該熱媒体から熱を排熱させる排熱手段と、該熱媒体供給流路、該冷却部、該熱媒体排出流路及び該排熱手段に該熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、該複数の冷却部のそれぞれに対する該熱媒体の供給量を制御する熱媒体供給量制御手段とを備える冷却装置において、上記熱媒体供給量制御手段による該熱媒体の供給量の制御状態に応じて、上記排熱手段における排熱量を制御する排熱量制御手段を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、排熱量制御手段が排熱量を制御することで、冷却装置全体の冷却性能を制御することができ、熱媒体の供給量の制御状態に応じて排熱量を制御することにより、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができるという優れた効果がある。

実施例１の冷却装置の概略説明図。 本実施形態に係る複写機の概略構成図。 冷却装置の一例の概略上面図。 図３に示す五つの受熱部のうちの一つの概略側面図。 実施例２の冷却装置の概略説明図。 実施例３の冷却装置の概略説明図。 実施例３の冷却装置が備える熱交換装置に適用可能な蒸気圧縮式冷凍機の一例の説明図。 温度ＴとエントロピーＳとのＴ−Ｓ線図。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る画像形成装置である複写機１００の概略構成図である。
図２の画像形成装置は、五つの画像形成ユニット１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が並列に配置された画像形成部１を有している、各画像形成ユニット１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、潜像担持体たるドラム状の感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）、ドラムクリーニングユニット１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）、帯電ユニット１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）、二成分現像方式の現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）等を図示しない枠体に収めている。これら画像形成ユニット１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、複写機１００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。なお、符号に付しているＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ及びＳは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック及びクリアの各色用の部材であることを示している。

画像形成部１の上方には、潜像形成手段としての露光ユニット９が設けられている。また、装置上部には、コンタクトガラス上に載置された原稿を走査して読み取る読取装置１０が設けられている。画像形成部１の下方には、中間転写体としての中間転写ベルト１５を備えた転写ユニット２が設けられている。中間転写ベルト１５は、複数の支持ローラに掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。転写ユニット２の下方には二次転写装置４が設けられている。

二次転写装置４は、二次転写ローラ１７を備えており、二次転写ローラ１７は、中間転写ベルト１５における転写対向ローラ１６に対する掛け回し箇所にベルトおもて面から当接して二次転写ニップを形成している。二次転写ローラ１７には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。また、転写対向ローラ１６は、電気的に接地されている。これにより、二次転写ニップ内に２次転写電界が形成されている。二次転写装置４の図中左方には、用紙上に転写されたトナー像を定着するために、内部に発熱体を備えた加熱ローラを有する定着ユニット７が設けられている。

また、二次転写装置４と定着ユニット７との間には、トナー像転写後の用紙を定着ユニット７へと搬送する搬送ベルト６が設けられている。また、装置下方には、図示しない給紙収容部から１枚ずつ分離して給送された用紙を二次転写装置４へ給紙する給紙ユニット３が設けられている。また、定着ユニット７を通過した用紙を機外または両面ユニット５へ搬送する排紙ユニット８が設けられている。

この複写機１００でコピーをとるときは、読取装置１０により原稿を読み取る。この原稿読み取りに並行して、中間転写ベルト１５が図中時計回り方向に移動する。これと同時に、画像形成部１では、各帯電ユニット１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって表面が帯電せしめられた各感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に、読み取った原稿内容に基づきイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色別情報を用いて、露光ユニット９によりそれぞれ露光して潜像を形成する。一方、クリア用帯電ユニット１３Ｓによって表面が帯電せしめられたクリア用感光体１８Ｓ上には、読取装置１０とは別の手段によって得られたクリア用の色別情報を用いて露光ユニット９により露光して潜像を形成する。

次いで、各感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）上の潜像を現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）により現像し単色のトナー像（顕像）を形成する。そして、各感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）上のトナー像を中間転写ベルト１５上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１５上に合成トナー像を形成する。トナー像転写後の各感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、ドラムクリーニングユニット１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）で、感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）上に残留する残留トナーを除去し再度の画像形成に備える。

このようなトナー像形成に並行して、図示しない給紙収容部から一枚づつ用紙を繰り出しレジストローラ対１４に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１５上の合成トナー像の形成にタイミングを合わせてレジストローラ対１４を回転し、二次転写装置４の二次転写ローラ１７と中間転写ベルト１５との間に用紙を送り込み、二次転写装置４で転写して用紙上にトナー像を転写する。トナー像転写後の用紙は、搬送ベルト６で搬送して定着ユニット７へと送り込み、定着ユニット７で熱と圧力とを加えてトナー像を定着した後、排紙ユニット８へ送り込む。

排紙ユニット８では切換爪で切換えて、機外（装置左側）の図示しない排紙トレイまたは下方の両面ユニット５へ案内する。両面ユニット５では、用紙を反転して再び二次転写位置（二次転写ローラ１７と中間転写ベルト１５とのニップ位置）へと導き、裏面にも画像を記録して後、排紙ユニット８で排紙トレイ上に排出する。なお、画像転写後の中間転写ベルト１５は、中間転写ベルトクリーニングユニット９０で、中間転写ベルト１５上に残留する残留トナーを除去し再度の画像形成に備える。

本実施形態の複写機１００では、装置サイズを小型化する観点から機械内部の高密度化と共に定着ユニット７を転写ユニット２の下側にもぐりこませるような配置としている。図２に示すように、中間転写ベルト１５は、定着ユニット７の上面および右側面を覆うよう屈曲している。この構成により装置の高さ方向と幅方向とをコンパクトにしている。

しかし、中間転写ベルト１５に対して定着ユニット７を近接させると、発熱体である定着ユニット７によって中間転写ベルト１５が熱的影響を受け変形し、色ずれ等の画像不具合が発生する恐れがある。これは、装置が高速化するにつれて装置内部の発熱量が増大することにより、顕著になってきている。また、両面印刷時は、定着ユニット７で加熱された用紙が両面ユニット５を通過し、再び二次転写位置にて中間転写ベルト１５に接触するため、用紙からの熱伝達により、さらに中間転写ベルト１５の温度が上昇して、より厳しい条件となる。また、中間転写ベルト１５に接触している感光体１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）、さらには現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）にも熱が伝わり、ベルト変形による画像不具合、及びトナーの固化等の不具合がより一層発生しやすくなる。

そこで、発熱源である定着ユニット７と、定着ユニット７と近接して配置される中間転写ベルト１５との間に断熱装置２０を設けている。断熱装置２０は、ダクトによる気流から成る場合も多いが、ここではヒートパイプを使った断熱装置２０について説明する。これは、主として受熱板２１と、ヒートパイプ２２と、放熱板２３と、ダクト２４及び図示しない排気ファンとで構成される。

受熱部材である受熱板２１は熱を吸収しやすい材料で形成され、発熱源である定着ユニット７と、その熱の影響から保護したい保護対象部である転写ユニット２との間に配置されている。伝熱手段（熱輸送手段）としてのヒートパイプ２２は、受熱板２１の下面に装着され、その一端部（下端部）側が受熱部となっている。
ヒートパイプ２２の他端側は放熱部であり、受熱部よりも高い位置で放熱板２３に装着されている。放熱部材である放熱板２３は、熱を放出しやすい材料で形成され、必要に応じてヒートシンクを設けても良い。複写機１００では、ダクト２４は装置本体の前面から背面に延設され、そのダクト内部に放熱板２３が位置するように設けられる。ダクト２４の装置前面側端部には空気流入口が設けられ、背面側端部には排気口が設けられ、その排気口部には図示しない排気ファンが設けられている。

このように構成された断熱装置２０は、発熱部（図２に示す複写機１００では定着ユニット７）からの熱を受熱板２１で受け、その熱が伝熱手段であるヒートパイプ２２によって放熱部（放熱板２３）まで輸送される。そして、ダクト２４内にある放熱板２３から熱が放出され、放出された熱は図示しない排気ファンにより機外に排出される。なお、排気ファンを設けず、自然冷却とすることも可能である。このように、定着熱の影響を遮断し、保護対象である画像形成ユニット１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）及び転写ユニット２を効果的に保護することにより、中間転写ベルト１５の変形による色ズレ等の不具合や、トナー固化等による不具合の発生を未然に防止する。

また、現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、その内部に収容する現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材を駆動した際に、現像剤攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像ユニット内を温度上昇させる。また、現像剤を現像領域に搬送する前に現像剤担持体上に担持されている現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤規制部材による規制の際の現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像ユニット内を温度上昇させる。

現像ユニット１９内の温度が上昇すると、トナーの帯電量が低下してトナー付着量が増加し、所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材や現像剤担持体、感光体１８などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。近年、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合は、トナーの固着による異常画像などが生じやすい。また、印刷スピードの高速化により、現像ユニットが高温になりやすくなっている。

そのため、現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、高画像品質、高信頼達成のため非常に重要な冷却対象である。従来においては空冷ファンなどによって現像ユニット１９の周辺に気流を発生させ温度上昇箇所である現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）を空冷し、現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の温度が過度に上昇するのを抑制している。
しかし、小型化の要請に伴い、現像ユニット１９の周辺に流路形成するためのダクトを小さくする必要がある。ダクトが小さくなると、現像ユニットの周囲に流れ込む気体の流量が減り、十分に現像ユニットを冷却することができない。

このため、本実施形態の画像形成装置においては、現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の冷却を図３に示す冷却装置３０で行っている。

図３は、冷却装置３０の一例の概略上面図である。
図３に示すように、冷却装置３０は、温度上昇箇所である五つの現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の壁面に隣接し、冷却液が現像ユニット１９からの熱を受ける五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）、冷却液から熱を排出させ冷却する排熱手段たる排熱部３５、冷却液を内包する循環パイプ３４、冷却液を循環パイプ３４内で循環させるための搬送手段たる冷却ポンプ３１、余剰の冷却液を貯留するリザーブタンク３３などを備えている。各排熱部３５は、放熱手段たるラジエータ３５ｂ及び冷却ファン３５ａ等を備えている。

図４は、図３に示す五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）のうちの一つの概略側面図である。五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は同様な構成であるので、図４では、使用するトナーの色を示す添え字は省略する。
受熱部３２は、熱伝導性の高い部材で形成されたケース３２ａ内部に熱伝導性の高い部材で形成された流路３２ｂが設けられている。通常、熱伝導率が４００［Ｗ／ｍＫ］程の銅、もしくは２００［Ｗ／ｍＫ］程のアルミニウムをベースにして受熱部３２のケース３２ａおよび流路３２ｂが構成されている。

また、さらに熱伝導率の高い材質（例えば、銀や金）を用いても良い。流路３２ｂの先端には、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た循環パイプ３４が接続されている。これは、受熱部３２は、不図示の接離機構によって画像形成ユニット１１の着脱方向に移動可能に支持されている。このため、循環パイプ３４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、循環パイプ３４を受熱部３２の動きに追随させることができ、流路３２ｂから循環パイプ３４が外れてしまうなどの不具合が生じることを抑制することができる。ただし、必ずしも全系でゴムチューブが必要というわけではなく、循環パイプ３４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。

図３に示すように、各排熱部３５では、循環パイプ３４からの冷却媒体を内包する収容部（熱伝導率が高いアルミ等で構成）を介して冷却液を伝熱・放熱する放熱手段であるラジエータ３５ｂを備え、放熱量に応じて冷却ファン３５ａによる強制空冷、または自然空冷がとられる。また、排熱部３５は、一つでもよいし、四つ以上であっても構わない。また、排熱部３５毎に冷却ファン３５ａ及びラジエータ３５ｂを設けているが、一つの冷却ファン３５ａで複数のラジエータ３５ｂに外気を供給するよう構成してもよい。
排熱部３５を複数備えることで各冷却部の冷却効率が低くても、全ての現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の温度上昇を良好に抑制することができる。その結果、ひとつの冷却部で全ての現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の温度上昇を抑制するものに比べて、放熱面積が小さく冷却効率のあまり高くない小型のラジエータを用いることができ、冷却部を小型化することが可能となる。

冷却ポンプ３１は冷却液を受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）と排熱部３５とで循環させる駆動源であり、冷却液は図３中矢印のように循環させる。また、リザーブタンク３３は冷却液保管用のタンクである。冷却液は、受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）で受けた熱をラジエータ３５ｂまで輸送する熱輸送媒体であり、水を主成分とし、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たり、金属の構成部品の錆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）を添加したりして使用する。冷却液が水の場合、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。

次に、本実施形態の冷却装置３０の特徴部について説明する。
冷却装置３０は、複数の冷却部である受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）のそれぞれに対する熱媒体である冷却液の供給量を制御する熱媒体供給量制御手段を備える。そして、この熱媒体供給量制御手段による冷却液の供給量の制御状態に応じて、排熱部である排熱部３５における排熱量を制御する排熱量制御手段を備える。

特に、本実施形態の冷却装置３０は、画像形成装置である複写機１００内の複数の現像ユニット１９のそれぞれに隣接するように、冷却部である受熱部３２を備えている。そして、稼動している現像ユニット１９のみを選択して冷却するように、稼動している現像ユニット１９に隣接する受熱部３２にのみ選択して冷却液を供給する。そして、その選択に伴って排熱量を制御することで、冷却装置３０のシステム全体の冷却性能を調節する。これにより現像ユニット１９の稼動状態によって必要以上の冷却を抑制することができ、冷却に必要な出力を最適化し、低電力化を実現する。さらに、冷却装置３０の排熱手段としてファンを使用する場合には、モノクロ画像出力時等、排熱量を小さくした状態では、出力減による静音化が実現できる。

ここで、従来の画像形成装置の課題について説明する。
近年、画像形成の処理速度の高速化は目覚しく、各ユニットにおける発熱量は飛躍的に増加し始めた。加えて、装置の小型化の要求より、その発熱量を装置体積で除算した（もしくは発熱体体積で除算した）冷却の難しさの指標であるところの発熱密度は急激に増加してきている。
一方、省エネルギー化のニーズにより、現像したトナーを転写紙等に低エネルギーで定着させるため、トナー溶融温度を低下させるためのトナー樹脂成分の改良も行われている。これに伴い、トナー溶融温度に至る前のトナー軟化開始温度も一層低下しつつある。トナーには定着の他に、現像、転写、廃トナー処理といった重要なプロセスがあり、これらのプロセスではトナー温度がトナー軟化開始温度以上になると、トナーが溶融してトナー同士が固着し、現像不良（ひいては最終画像の白スジ画像）、現像でのロック、廃トナーの搬送ロック等を引き起こす。トナー軟化開始温度の一層の低下は、上記異常現象を誘発するものである。
このように、電子写真の画像形成装置は、発熱密度の増加と、装置内限界温度の低下が加速し、従来のファンによる空冷方式では十分な冷却が困難になりつつあった。そこで、空冷方式よりも冷却能力の高い、液冷方式が提案され始めている。

従来の画像形成装置の冷却システムとして、特許文献３には、温度上昇箇所を安定的に且つ効率的に冷却する目的で、画像形性装置内の温度上昇箇所に設置された冷却部の冷却状態又は非冷却状態を選択的に切り替え、冷却が必要な温度上昇箇所のみを選択して冷却する冷却システムが開示されている。本発明を適用した冷却装置とは確かに冷却部の冷却状態を選択的に切り換えて、冷却が必要な温度上昇箇所のみを冷却する点では似ている点がある。しかし、冷却装置のシステム全体での冷却性能自体は変化しないため、必要以上に冷却することでエネルギーの無駄が発生しているという問題は解消できていない。
これに対して、本発明を適用した冷却装置３０では、冷却に必要な出力を最適化し、低電力化を実現することができる。

〔実施例１〕
次に、本発明を適用した冷却装置３０の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図１は、実施例１の冷却装置３０を模式的に示した概略説明図である。

冷却装置３０は、五つの現像ユニット１９の熱を冷却液に移動させて冷却する五つの受熱部３２を備え、各受熱部３２は対応する現像ユニット１９に接触している。循環パイプ３４としては、受熱部３２に供給する冷却液が通過する熱媒体供給流路である供給パイプ３４ａと、受熱部３２から排出された冷却液が通過する排出パイプ３４ｂと、を備える。さらに、排出パイプ３４ｂを通過し、供給パイプ３４ａに向かう冷却液から熱を排熱させる排熱部３５と、供給パイプ３４ａ、五つの受熱部３２、排出パイプ３４ｂ及び排熱部３５に冷却液を循環させる冷却ポンプ３１とを備える。また、五つの受熱部３２のそれぞれに対する冷却液の供給量を制御する熱媒体供給量制御手段として、五つの流路切替弁３７及びバイパス流路３８と、供給パイプ３４ａを通過する冷却液の流量を制御する流量制御弁３６と、流路切替弁３７及び流量制御弁３６の動作を制御する制御部５０とを備える。
図１に示す冷却装置３０は、冷却ポンプ３１、流量制御弁３６、五つの受熱部３２、リザーブタンク３３及びラジエータ３５ｂの順に循環パイプ３４で環状に連結され、冷却液が循環する構成になっている。

図１に示す冷却装置３０では、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が供給パイプ３４ａの下流側、且つ、排出パイプ３４ｂの上流側で、直列に連結されている
五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、それぞれ対応する現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）を冷却する現像ユニット冷却部である。また、それぞれの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）に対して並列にバイパス流路３８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が設けられている。さらに、各受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）に向かう流路とバイパス流路３８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）との分岐点には、流路切替弁３７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が配置されている。流路切替弁３７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）は、冷却液の流路を、受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）とバイパス流路３８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）とのどちらかに選択して切り換えるように、制御部５０によってそれぞれを独立制御可能な構成となっている。

実施例１の冷却装置３０では、制御部５０が流路切替弁３７を制御することによって、冷却液は、受熱部３２またはバイパス流路３８を通って、次の受熱部３２の上流側の分岐点に送られる。
また、ラジエータ３５ｂに隣接して冷却ファン３５ａが取り付けられ、この冷却ファン３５ａは制御部５０によって出力の調節が可能となっている。この冷却ファン３５ａの出力を変化させることにより、ラジエータ３５ｂでの排熱量が変化し、冷却装置３０の冷却性能が変化する。

この冷却装置３０によれば、複写機１００における印刷モードごとに、稼動している現像ユニット１９を冷却する受熱部３２のみに冷却液が通るように、各流路切替弁３７を切り替えることができる。それに応じて、ラジエータ３５ｂに風を吹きつける冷却ファン３５ａの出力を変化させる。すなわち、稼動する現像ユニット１９を冷却する受熱部３２のみに冷却液を供給し、冷却液を供給する受熱部３２の数に応じて排熱部３５が備えるラジエータ３５ｂに風を吹きつける冷却ファン３５ａの出力を変化させる。冷却液を供給する受熱部３２の数が多いほど、排熱量が大きくなるように冷却ファン３５ａの出力を大きくし、また、冷却液を供給する受熱部３２の数が少ないときには排熱量が小さくなるように冷却ファン３５ａの出力を小さくするように制御する。このように制御することによって冷却の出力制御を行い、冷却性能を最適化し、必要以上の冷却を抑えることができる。

実施例１の冷却装置３０を備えた複写機１００の印刷モードごとの現像冷却制御の制御例を表１に示す。

表１では、流路切替弁３７を制御することによる流路切り替え制御について、「１」は冷却液の流路が受熱部３２内に冷却液を供給する第一流路である場合を示し、「２」は冷却液の流路がバイパス流路３８に冷却液を供給する第二流路とした場合を示している。

表１に示す各印刷モードにおける、受熱部３２の冷却状態及び、冷却ファン３５ａの出力制御について説明する。印刷モードごとに稼動する現像ユニット１９が選択されるため、それと対応して稼動する現像ユニット１９のみを冷却するように流路切替弁３７によって冷却液の流路を切り替える。
さらに稼動する現像ユニット１９の割合に応じて、冷却ファン３５ａの出力を変化させる。例えば、「モノクロ+クリア」モードであれば、現像ユニット１９の稼動状況は２／５となるため、冷却ファン３５ａの出力は最大出力に対して４０［％］の出力となるように制御する。

実施例１の冷却装置３０では、一つの受熱部３２に対して一つのバイパス流路３８が設けられている。すなわち、一つのバイパス流路３８は、直列に連結された複数の受熱部３２のうちの一つの受熱部３２の上流側の流路と下流側の流路とを連結し、その一つの受熱部３２を迂回する流路を形成している。一つのバイパス流路３８によって迂回させる受熱部３２としては一つに限らず、複数の受熱部３２を一つのバイパス流路３８によって迂回させる構成としてもよい。例えば、カラー用の現像ユニット１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ）に対応する三つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を迂回するように、一つのバイパス流路３８がイエロー用受熱部３２Ｙの上流側の流路とシアン用受熱部３２Ｃの下流側の流路とを連結する構成としてもよい。

〔実施例２〕
次に、本発明を適用した冷却装置３０の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図５は、実施例２の冷却装置３０を模式的に示した概略説明図である。

実施例２の冷却装置３０は、実施例１と同様に、五つの現像ユニット１９に対応する五つの受熱部３２を備え、各受熱部３２は対応する現像ユニット１９に接触している。また、実施例１と同様に、供給パイプ３４ａ及び排出パイプ３４ｂを備え、さらに、排熱部３５及び冷却ポンプ３１を備える。
図５に示す実施例２の冷却装置３０では、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が供給パイプ３４ａの下流側、且つ、排出パイプ３４ｂの上流側で、並列に連結されている点で実施例１の冷却装置３０と異なる。
それぞれの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の直前の流路である並列供給パイプ４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）には、互いに独立して動作制御が可能なバルブ３９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）がそれぞれ設けられている。バルブ３９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が開放されると冷却液がそれぞれの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）に供給されて冷却状態となり、バルブ３９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が閉鎖されると冷却液の供給が停止され非冷却状態となる。

実施例２の冷却装置３０では、五つの受熱部３２のそれぞれに対する冷却液の供給量を制御する熱媒体供給量制御手段としては、五つのバルブ３９と、供給パイプ３４ａを通過する冷却液の流量を制御する流量制御弁３６と、これらの動作を制御する制御部５０とを備える。
図５に示す冷却装置３０は、冷却ポンプ３１、流量制御弁３６、五組のバルブ３９及び受熱部３２、リザーブタンク３３及びラジエータ３５ｂの順に循環パイプ３４で環状に連結され、冷却液が循環する構成になっている。

また、ラジエータ３５ｂに隣接して冷却ファン３５ａが取り付けられ、この冷却ファン３５ａは制御部５０によって出力の調節が可能となっている。この冷却ファン３５ａの出力を変化させることにより、ラジエータ３５ｂでの排熱量が変化し、冷却装置３０の冷却性能が変化する。

この冷却装置３０によれば、複写機１００における印刷モードごとに、稼動する現像ユニット１９を冷却する受熱部３２のみに冷却液が通るように、五つのバルブ３９を開閉する。このとき、開放しているバルブ３９の数に応じて、ラジエータ３５ｂに風を吹きつける冷却ファン３５ａの出力を変化させることによって冷却の出力制御を行い、冷却性能を最適化し、必要以上の冷却を抑えることができる。

実施例２の冷却装置３０を備えた複写機１００の印刷モードごとの現像冷却制御の制御例を表２に示す。

表２に示す各印刷モードにおける、受熱部３２の冷却状態及び、冷却ファン３５ａの出力制御について説明する。印刷モードごとに稼動する現像ユニット１９が選択されるため、それと対応して稼動する現像ユニット１９のみを冷却するように各バルブ３９を開閉して各受熱部３２に対する冷却液流量を制御する。実施例２では、バルブ３９の開閉制御として、バルブ開放率が１００［％］の状態と０［％］の状態とを切り換えることで、バルブ開放率が１００［％］のバルブ３９に対応する受熱部３２にのみ冷却液を供給する構成である。

さらに稼動する現像ユニット１９の割合に応じて、冷却ファン３５ａの出力を変化させる。例えば、「モノクロ+クリア」モードであれば、現像ユニット１９の稼動状況は２／５となるため、冷却ファン３５ａの出力は最大出力に対して４０［％］の出力となるように制御する。
また、バルブ開放率としては１００［％］と０［％］との二種類に限るものではなく、対応する現像ユニット１９の稼動状態や発熱状態に応じて、１００［％］よりも小さいバルブ開放率で冷却液を受熱部３２に供給する制御を行っても良い。
また、上述した実施例１及び実施例２では、排熱部３５と受熱部３２との間を循環する熱媒体が液体の冷却液である構成について説明したが、熱媒体としては気体を用いてもよい。

〔実施例３〕
次に、本発明を適用した冷却装置３０の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
図６は、実施例３の冷却装置３０を模式的に示した概略説明図である。実施例３は、熱媒体として気体（以下、「冷却気体」と呼ぶ）を用いる構成で、排熱部３５と受熱部３２との間を気流が循環する構成である。冷却気体としては、エア・コンディショナーで用いられる冷媒や空気など、熱交換が可能な気体であればよい。

冷却装置３０は、五つの現像ユニット１９の熱を冷却気体に移動させて冷却する五つの受熱部３２を備え、各受熱部３２は対応する現像ユニット１９に接触している。循環パイプ３４としては、受熱部３２に供給する冷却気体が通過する熱媒体供給流路である供給パイプ３４ａと、受熱部３２から排出された冷却気体が通過する排出パイプ３４ｂと、を備える。さらに、排出パイプ３４ｂを通過し、供給パイプ３４ａに向かう冷却気体と外気との間で熱交換を行うことで排熱手段としての機能を有する熱交換装置６０を備える。

図６に示す実施例３の冷却装置３０では、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が供給パイプ３４ａの下流側、且つ、排出パイプ３４ｂの上流側で、並列に連結されている。それぞれの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）の直前の流路である並列供給パイプ４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）には、互いに独立して動作制御が可能なバルブ３９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）がそれぞれ設けられている。バルブ３９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が開放されると冷却気体がそれぞれの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）に供給されて冷却状態となり、バルブ３９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）が閉鎖されると冷却気体の供給が停止され非冷却状態となる。また、実施例３の冷却装置３０では、排出パイプ３４ｂの途中に定着用受熱部７２及び制御弁７９を備える。定着用受熱部７２は、定着ユニット７の壁面に隣接して配置されており、定着ユニット７の熱を冷却気体に移動させて冷却する定着ユニット７に対応する冷却部である。

図６に示す冷却装置３０は、熱交換装置６０、五つの受熱部３２及び定着用受熱部７２の順に循環パイプ３４で環状に連結され、冷却気体が循環する構成になっている。熱交換装置６０は、気流発生手段を備えており、その出力を制御することによって循環する気流の流量を制御することができる。
図６に示す冷却装置３０では、定着用受熱部７２を五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）に対して直列に配置しているが、定着用受熱部７２を並列に配置しても良い。また、定着ユニット７を冷却する冷却手段を別途設けて、実施例１及び実施例２のように、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）を冷却する構成としてもよい。

実施例３の冷却装置３０では、五つの受熱部３２及び定着用受熱部７２のそれぞれに対する冷却液の供給量を制御する熱媒体供給量制御手段としては、五つのバルブ３９と、制御弁７９と、熱交換装置６０内の気流発生手段と、これらの動作を制御する制御部５０とを備える。
また、熱交換装置６０は、気流発生手段による気流の流量と、外気に対する熱交換量とを制御部５０の制御によって調節可能となっており、気流の流量及び熱交換量を調節することによって、冷却装置３０冷却性能、及び、後述する昇温性能が変化する。

この冷却装置３０によれば、複写機１００における印刷モードごとに、稼動する現像ユニット１９を冷却する受熱部３２のみに冷却気体が通るように、五つのバルブ３９及び制御弁７９を開閉する。このとき、開放しているバルブ３９の数に応じて、熱交換装置６０による気流の流量及び熱交換量を変化させることによって冷却の出力制御を行い、冷却性能を最適化し、必要以上の冷却を抑えることができる。
また、各現像ユニット１９及び定着ユニット７に温度検知手段である温度センサを配置して、その検知結果に基づいて、バルブ３９の開閉や熱交換装置６０による気流の流量及び熱交換量を変化させるように制御してもよい。

実施例３の冷却装置３０を備えた複写機１００の印刷モードごとの現像冷却制御の制御例を表３に示す。

表３に示す各印刷モードにおける、受熱部３２の冷却状態及び、熱交換装置６０の出力制御について説明する。印刷モードごとに稼動する現像ユニット１９が選択されるため、それと対応して稼動する現像ユニット１９のみを冷却するように各バルブ３９を開閉して各受熱部３２に対する気流の流量を制御する。実施例３では、バルブ３９の開閉制御として、バルブ開放率が１００［％］の状態と０［％］の状態とを切り換えることで、バルブ開放率が１００［％］のバルブ３９に対応する受熱部３２にのみ冷却気流を供給する構成である。

さらに稼動する現像ユニット１９の割合に応じて、熱交換装置６０による熱交換の出力を変化させる。例えば、「モノクロ+クリア」モードであれば、現像ユニット１９の稼動状況は２／５となるため、熱交換装置６０の熱交換の出力は最大出力に対して４０［％］の出力となるように制御する。
なお、図６に示す実施例３の冷却装置３０では、定着ユニット７の冷却も行っているため、上記「４０［％］の出力」は、熱交換装置６０の全体の最大出力から定着ユニット７の冷却に必要な出力を引いた出力に対して「４０［％］の出力」となる。

実施例３の冷却装置３０では、実施例１及び実施例２の冷却装置３０の排熱部３５の代わりに熱交換装置６０を備えている。熱交換装置６０としては、ペルチエ素子を使用するものやエア・コンディショナーに用いられる蒸気圧縮式冷凍機を使用するものなど、公知のヒートポンプを用いることができる。
以下、実施例３の冷却装置３０が備える熱交換装置６０に適用可能な蒸気圧縮式冷凍機６００の一例について説明する。

図７は、一般的なエア・コンディショナー（空調手段）に用いられる空気の温度を制御する蒸気圧縮式冷凍機６００を模式的に示した説明図である。蒸気圧縮式冷凍機６００は冷媒を圧縮する圧縮機６０４と、冷媒と空気との熱交換を行う第一熱交換器６０１及び第二熱交換器６０２と、冷媒を減圧する膨張弁６０３と、冷媒の流路を切り替える四方弁６０５と、から構成される。そして、後述のサイクルを繰り返すことで、空気を加熱したり、冷却したりすることができる。

図７（ａ）は、第二熱交換器６０２近傍の空気を冷却する状態の説明図であり、図７（ｂ）は、第二熱交換器６０２近傍の空気を加熱する状態の説明図である。
図７（ａ）の状態では、冷媒の循環経路は、圧縮機６０４⇒第一熱交換器６０１⇒膨張弁６０３⇒第二熱交換器６０２⇒圧縮機６０４、となっている。以下、図７（ａ）に示す状態における冷媒のサイクルについて説明する。

（１）圧縮：低圧・低温の冷媒蒸気を圧縮機６０４により圧縮して高圧・高温の冷媒蒸気にする。
（２）凝縮：圧縮機６０４で高圧・高温になった冷媒蒸気は、第一熱交換器６０１に送られ近傍の空気との熱交換することで冷却され冷媒液にする（第一熱交換器６０１近傍の空気は加熱される）。
（３）膨張：第一熱交換器６０１により液化された高圧の冷媒液は、膨張弁６０３により減圧される。
（４）蒸発：膨張弁６０３で減圧された冷媒液が、第二熱交換器６０２において蒸発し、第二熱交換器６０２の空気から熱を奪う（第二熱交換器６０２近傍の空気は冷却される）。図７（ａ）の状態では、第一熱交換器６０１が凝縮器として機能し、第二熱交換器６０２が蒸発器として機能する。

図７（ａ）に示す状態から四方弁６０５を切り替えて、図７（ｂ）の状態とすると、冷媒の流路が、圧縮機６０４⇒第二熱交換器６０２⇒膨張弁６０３⇒第一熱交換器６０１⇒圧縮機６０４、となるように切り替わる。図７（ｂ）の状態では、第一熱交換器６０１が凝縮器として機能し、第二熱交換器６０２が蒸発器として機能し、第二熱交換器６０２近傍の空気は加熱される。

上記（１）〜（４）の過程は、図８の温度ＴとエントロピーＳとのＴ?Ｓ線図で説明される。圧縮機６０４は、冷媒の乾き飽和蒸気Ａを第一熱交換器６０１（凝縮器）における所定温度に対する飽和蒸気圧以上の圧力まで圧縮して過熱飽和蒸気Ｂにして第一熱交換器６０１に送る。そして、第一熱交換器６０１に送られた過熱飽和蒸気Ｂは空気との熱交換によって熱Ｑ１を捨てて、冷やされ液化して飽和液Ｃになる。この飽和液Ｃは膨張弁６０３に送られ、膨張弁６０３によって等エンタルピー膨張をして、湿り蒸気Ｄになって第二熱交換器６０２に送られる。第二熱交換器６０２（蒸発器）に送られた湿り蒸気Ｄは空気から熱量Ｑ２を吸収し気化し、乾き飽和蒸気Ａに戻る。

実施例３では、図７を用いて説明した蒸気圧縮式冷凍機６００の第二熱交換器６０２によって、図６に示す冷却装置３０の熱交換装置６０を通過する冷却気体との熱交換を行う。蒸気圧縮式冷凍機６００を図７（ａ）に示す状態で用いることにより、熱交換装置６０は冷却気体から熱を奪い、冷却装置３０は、複写機１００における冷却手段としての機能を果たすことができる。また、蒸気圧縮式冷凍機６００の四方弁６０５を切り換えて図７（ｂ）に示す状態で用いることにより、熱交換装置６０は冷却気体に熱を加えることができるため、冷却装置３０は、複写機１００において保温手段としての機能も果たすことができる。

冷却装置３０を保温手段として用いる場合、定着ユニット７においては、待機状態において、バルブを開放し、温められた冷却気体を定着用受熱部７２に流し込むことで印刷開始までの待機時間の短縮が可能となる。
また、現像ユニット１９においても低温時は感光体１８の帯電能力が落ちる傾向があるため、低温時は各バルブ３９を開放し、温かい気流を流すことで安定した画質を実現可能となる。なお、現像ユニット１９に温かい気流を流すときには、これから稼動させる現像ユニット１９に隣接する受熱部３２に対応したバルブ３９のみを開放することにより、待機時間の短縮を行うと共に、保温手段として使用する場合における必要以上の加熱を防止することができる。
また、各現像ユニット１９に温度／湿度センサを配置し、稼動前の待機状態において、温度／湿度センサの検知結果に基づいて、これから稼動する現像ユニット１９のみ、気流を供給して、所望の温度となるように制御してもよい。これにより、省電力化と待機時間の短縮とを図ることができる。

実施例１及び実施例２における排熱部３５の代わりに、実施例３を用いて説明した熱交換装置６０を用いることも可能である。実施例１及び実施例２のような液冷方式の冷却装置３０においても、熱交換装置６０を用いることで、冷却対象となるユニットを環境温度よりも低い温度まで冷却することができる。さらに、必要に応じて、冷却装置３０を保温手段として用いることができる。

上述した実施例１及び実施例２に記載の冷却装置３０は液冷方式である。
液冷方式では、発熱部、もしくは温度上昇箇所に装着した受熱部と、受熱部より離間した放熱部との間で、冷却液を循環させ熱を取る（＝冷却する）。液冷方式は、空冷方式に比べ、空気より熱容量の高い水を主成分とする冷却液を使用するため受熱特性が高く、発熱部、もしくは温度上昇箇所を低い温度に抑えられる。
しかし、従来の液冷方式では、ラジエータで環境温度の気流によって冷却しているため受熱部を配置したユニットの温度を環境温度（機械周囲温度）よりも低くしたり、逆に環境温度よりも高い温度を機内に送り込んだりすることができない。画像形成装置において、結露が問題となる箇所や低温では画像に不具合が出てしまう感光体などでは、温かい気流を流し込むことで不具合の発生を抑制することができる。

これに対して、実施例３の熱交換装置６０のように、ヒートポンプを用いる構成であれば、受熱部３２における温度をコントロールすることができ、画質の安定、機械の故障を抑制することができる。なお、熱交換装置６０としてエア・コンディショナーを用いる場合、冷却対象（温度制御対象）である現像ユニット１９や定着ユニット７の湿・温度を検知し、その検知結果に基づいて、循環させる冷却気体の温度だけでなく、湿度の調整を行う構成としてもよい。

なお、エア・コンディショナーを用いて現像ユニット等の温度管理を行う従来の画像形成装置では、検知した温度に対し、全ての流路、ユニットに必要な温度の必要な空気を流し込んでいた。また、多色の画像形成装置においては、印刷される画像によって使用されない現像ユニットも生まれる。これら、使用されない現像ユニットにも不必要に風を流すことは余分な電力を使うため、電力コストがかかる。また、近年の印刷手法の発展により、クリアのトナーなど、装飾用に使用される現像ユニットも生まれている。このようなクリアのトナーは、すでに印刷された印刷物への装飾にも使用されるため、単独で稼動する場合も少なくない。このように、単色で使用される場合や装飾用として使用される場合に不必要な電力を消費しないで安定な画質が求められてきた

これに対して、本発明を適用した冷却装置３０を備えた複写機１００では、稼動するユニット（現像ユニット１９等）のみに熱媒体を流し込むため、必要以上の冷却を抑えることができる。また、稼動するユニットのみの周囲の温度を制御するため、稼動するユニット数が少ないときには、熱媒体を循環させる経路が短くなり指令を出してからの応答性の向上を図ることができる。

上述した実施形態では、画像形成装置である複写機１００の冷却装置３０に本発明を適用した構成について説明した。本発明を適用可能な冷却装置としては、複写機１００においける冷却手段に限るものではなく、電子機器や家庭電化製品などで、複数の冷却対象を同時に冷却する冷却手段であれば適用可能である。

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）
現像ユニット１９等の複数の温度上昇部に設置され、温度上昇部の熱を冷却液等の流体状の熱媒体に移動させて冷却する複数の受熱部３２等の冷却部と、冷却部に供給する熱媒体が通過する供給パイプ３４ａ等の熱媒体供給流路と、冷却部から排出された熱媒体が通過する排出パイプ３４ｂ等の熱媒体排出流路と、熱媒体排出流路を通過し、熱媒体供給流路に向かう熱媒体から熱を排熱させる排熱部３５等の排熱手段と、熱媒体供給流路、冷却部、熱媒体排出流路及び排熱手段に熱媒体を循環させる冷却ポンプ３１等の熱媒体循環手段と、複数の冷却部のそれぞれに対する熱媒体の供給量を制御する制御部５０等の熱媒体供給量制御手段とを備える冷却装置３０等の冷却装置において、熱媒体供給量制御手段による熱媒体の供給量の制御状態に応じて、排熱手段における排熱量を制御する冷却ファン３５ａ及び制御部５０等の排熱量制御手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、排熱量制御手段が排熱量を制御することで、冷却装置全体の冷却性能を制御することができ、熱媒体の供給量の制御状態に応じて排熱量を制御することにより、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができる。
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）等の複数の冷却部は、供給パイプ３４ａ等の熱媒体供給流路と排出パイプ３４ｂ等の熱媒体排出流路との間で直列に連結されており、複数の冷却部を連結する流路における複数のうちの少なくとも一つの冷却部の上流側の流路と下流側の流路とを連結し、その少なくとも一つの冷却部を迂回する流路となるバイパス流路３８等の迂回流路を備え、制御部５０等の熱媒体供給量制御手段は、冷却液等の熱媒体の流路を、冷却部を通過する流路と迂回流路を通過する流路との何れかに選択的に切り換える流路切替弁３７等の流路切り換え手段を備える。これによれば、上記実施例１について説明したように、流路切り換え手段による流路の切り替えによって、冷却部を通過する第一の流路と、冷却部に並列の設けられた迂回流路を通過する第二の流路との切り替えが可能となり、この切り替えによって各冷却部に対して冷却液等の熱媒体を供給するか否かの切り替えを行うことができる。そして、この熱媒体を供給する冷却部の数に応じて排熱部での排熱量を制御することにより、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができる。
（態様Ｃ）
態様Ａにおいて、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）等の複数の冷却部は、供給パイプ３４ａ等の熱媒体供給流路と排出パイプ３４ｂ等の熱媒体排出流路との間で並列に連結されており、制御部５０等の熱媒体供給量制御手段は、熱媒体供給流路からそれぞれの冷却部に向かう並列供給パイプ４１等の個別供給流路における冷却液等の熱媒体の流量を制御するバルブ３９等の個別流量制御手段を備える。これによれば、上記実施例２について説明したように、個別流量制御手段の制御によって各冷却部に対する熱媒体の供給量を制御することができる。そして、複数の冷却部全体に対する熱媒体の供給量に応じて排熱部での排熱量を制御することにより、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができる。また、個別流量制御手段で所定の流量の熱媒体を通過させるか、熱媒体の通過を停止するかによって、各冷却部に対して熱媒体を供給するか否かの切り替えを行うことができる。そして、この熱媒体を供給する冷却部の数に応じて排熱部での排熱量を制御することにより、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができる。
（態様Ｄ）
態様Ａ乃至Ｃの何れか一つの態様において、制御部５０等の熱媒体供給量制御手段は、五つの受熱部３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ，Ｓ）等の複数の冷却部のうちの冷却液等の熱媒体を供給する冷却部を選択する制御を行うことができ、制御部５０及び冷却ファン３５ａ等の排熱量制御手段は、熱媒体を供給する冷却部の数に応じて排熱量を制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができる。
（態様Ｅ）
態様Ａ乃至Ｄの何れか一つの態様において、温度上昇部は現像ユニット１９等の現像部であり、制御部５０等の熱媒体供給量制御手段は、現像部の稼動状態に応じて、その現像部を冷却する受熱部３２等の冷却部に対する冷却液等の熱媒体の供給量を制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、冷却が必要な現像部のみを選択的に冷却することができる。
（態様Ｆ）
態様Ａ乃至Ｅの何れか一つの態様において、熱交換装置６０の気流発生手段や冷却ポンプ３１等の熱媒体循環手段によって循環する冷却液や冷却気体等の熱媒体の時間当たりの流量を制御する制御部５０等の流量制御手段を備える。これによれば、これによれば、上記実施形態について説明したように、循環させる熱媒体の流量を変化させることができ、流量を大きくすることによって、受熱部３２等の冷却部が配置された現像ユニット１９等の温度上昇部の温度を、短時間で所定の温度に制御することができる。
（態様Ｇ）
態様Ａ乃至Ｆの何れか一つの態様において、排熱部３５等の排熱手段における排熱機構が冷却ファン３５ａ等の送風手段である。これによれば、上記実施例１及び実施例２について説明したように、送風手段の送風量を制御することによって排熱手段における排熱量を制御することが可能となる。
（態様Ｈ）
態様Ａ乃至Ｆの何れか一つの態様において、排熱手段における排熱機構が熱交換装置６０等のヒートポンプである。これによれば、上記実施例３について説明したように、ヒートポンプにおける熱交換量を制御することによって排熱手段における排熱量を制御することが可能となる。さらに、熱媒体の温度を、環境温度よりも高い温度や低い温度に制御することも可能となる。
（態様Ｉ）
態様Ａ乃至Ｈの何れか一つの態様において、熱交換装置６０が備える気流発生手段等の熱媒体循環手段が熱媒体として冷却気体等の気体を循環させる気流循環手段である。これによれば、上記実施例３について説明したように、熱媒体として気流を循環させる構成においても、冷却性能を最適化し、必要以上の冷却を抑えることができる。
（態様Ｊ）
感光体１８等の潜像担持体と、潜像担持体上に潜像を形成する露光ユニット９等の潜像形成手段と、潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像ユニット１９等の現像手段と、トナー像を潜像担持体上から用紙等の記録媒体上に転写する転写ユニット２等の転写手段と、トナー像が転写された記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニット７等の定着手段と、装置内の複数の温度上昇部（現像ユニット１９等）を冷却する冷却手段と有する複写機１００等の画像形成装置において、冷却手段として、態様Ａ乃至Ｉの何れか一つの態様の冷却装置を用いる。これによれば、現像手段等の冷却を要する温度上昇部の冷却を行うことで良好な画像形成条件を維持しつつ、必要以上に冷却することを抑制し、省エネルギー化を図ることができる。

１ 画像形成部
２ 転写ユニット
３ 給紙ユニット
４ 二次転写装置
６ 搬送ベルト
７ 定着ユニット
９ 露光ユニット
１０ 読取装置
１１画像形成ユニット
１２ ドラムクリーニングユニット
１３ 帯電ユニット
１４ レジストローラ対
１５ 中間転写ベルト
１６ 転写対向ローラ
１７ 二次転写ローラ
１８ 感光体
１９ 現像ユニット
３０ 冷却装置
３１ 冷却ポンプ
３２ 受熱部
３３ リザーブタンク
３４ａ 供給パイプ
３４ 循環パイプ
３４ｂ 排出パイプ
３５ｂ ラジエータ
３５ａ 冷却ファン
３５ 排熱部
３６ 流量制御弁
３７ 流路切替弁
３８ バイパス流路
３９ バルブ
４１ 並列供給パイプ
５０ 制御部
６０ 熱交換装置
７２ 定着用受熱部
７９ 制御弁
１００ 複写機
６００ 蒸気圧縮式冷凍機

特許第４１３４２０８号 特開２００７−０２４９８５号公報 特開２００７−２０６１９８号公報

Claims (10)

1. 複数の温度上昇部に設置され、該温度上昇部の熱を流体状の熱媒体に移動させて冷却する複数の冷却部と、
   該冷却部に供給する該熱媒体が通過する熱媒体供給流路と、
   該冷却部から排出された該熱媒体が通過する熱媒体排出流路と、
   該熱媒体排出流路を通過し、該熱媒体供給流路に向かう該熱媒体から熱を排熱させる排熱手段と、
   該熱媒体供給流路、該冷却部、該熱媒体排出流路及び該排熱手段に該熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、
   該複数の冷却部のそれぞれに対する該熱媒体の供給量を制御する熱媒体供給量制御手段とを備える冷却装置において、
   上記熱媒体供給量制御手段による該熱媒体の供給量の制御状態に応じて、上記排熱手段における排熱量を制御する排熱量制御手段を備えることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１の冷却装置において、
   複数の上記冷却部は、上記熱媒体供給流路と上記熱媒体排出流路との間で直列に連結されており、
   複数の該冷却部を連結する流路における複数のうちの少なくとも一つの冷却部の上流側の流路と下流側の流路とを連結し、該少なくとも一つの冷却部を迂回する流路となる迂回流路を備え、
   上記熱媒体供給量制御手段は、上記熱媒体の流路を、該少なくとも一つの冷却部を通過する流路と該迂回流路を通過する流路との何れかに選択的に切り換える流路切り換え手段を備えることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１の冷却装置において、
   複数の上記冷却部は、上記熱媒体供給流路と上記熱媒体排出流路との間で並列に連結されており、
   上記熱媒体供給量制御手段は、該熱媒体供給流路からそれぞれの該冷却部に向かう個別供給流路における上記熱媒体の流量を制御する個別流量制御手段を備えることを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の冷却装置において、
   上記熱媒体供給量制御手段は、上記複数の冷却部のうちの上記熱媒体を供給する冷却部を選択する制御を行うことができ、
   上記排熱量制御手段は、該熱媒体を供給する該冷却部の数に応じて排熱量を制御することを特徴とする冷却装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の冷却装置において、
   上記温度上昇部は現像部であり、
   上記熱媒体供給量制御手段は、該現像部の稼動状態に応じて、その現像部を冷却する上記冷却部に対する上記熱媒体の供給量を制御することを特徴とする冷却装置。
6. 請求項１乃至５の冷却装置において、
   上記熱媒体循環手段によって循環する上記熱媒体の時間当たりの流量を制御する流量制御手段を備えることを特徴とする冷却装置。
7. 請求項１乃至６の冷却装置において、
   上記排熱手段における排熱機構が送風手段であることを特徴とする冷却装置。
8. 請求項１乃至６の冷却装置において、
   上記排熱手段における排熱機構がヒートポンプであることを特徴とする冷却装置。
9. 請求項１乃至８の冷却装置において、
   上記熱媒体循環手段が上記熱媒体として気体を循環させる気流循環手段であることを特徴とする冷却装置。
10. 潜像担持体と、
    潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
    該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
    トナー像を該潜像担持体上から記録媒体上に転写する転写手段と、
    トナー像が転写された記録媒体にトナー像を定着させる定着手段と、
    装置内の複数の温度上昇部を冷却する冷却手段と有する画像形成装置において、
    上記冷却手段として、請求項１乃至９の何れか１項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。

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