JP2015230323A - 冷却装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来に比べて、冷却液が送液されているか否かをより適切に確認できる、簡易な構成の冷却装置を提供することができる。
【解決手段】 被冷却部に直接的又は関節的に接触して配設される受熱部と、冷却液の熱を放熱させる放熱部と、冷却液を貯留する貯留槽と、受熱部と放熱部と貯留槽との間で冷却液を循環させるための循環路と循環路内で冷却液を送液する送液手段と、貯留槽内の冷却液の液面より上方に配置され、冷却液を貯留槽に流入させる流入手段と、貯留槽内の冷却液の液面に向けて光を出射する光源部と、液面を通過又は液面で反射した光を受光する受光部と、受光部による検知結果により冷却液の送液の状態を検知する送液状態検知手段と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却液を用いた液冷方式の冷却装置、及びその冷却装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ及びこれらの複合機等、電子写真方式の画像形成装置において、定着装置や現像装置などの発熱による自身又は周囲への熱の影響を、冷却装置にて抑制することが知られている。この冷却装置の一例として、液冷方式（水冷方式）の冷却装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の液冷方式の冷却装置は、冷却液が発熱部若しくは温度上昇箇所に装着した受熱部を通過し、冷却液を貯留するタンク、冷却液を送るポンプを経由し、放熱部で冷却されるように、冷却液を循環させることで発熱部若しくは温度上昇箇所を冷却する。

また、タンクに設けられた凹部に向けてパイプを介して冷却液を流出させ、凹部に当てられた冷却液を検知することで冷却液の送液状況を確認している。しかしながら、この特許文献１に記載の冷却装置は、凹部やパイプの形状精度や凹部やパイプの位置精度によって、適切に送液されているか否かを確認できない可能性がある。

本発明は、従来に比べて、冷却液が送液されているか否かをより適切に確認できる、簡易な構成の冷却装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の冷却装置は、
被冷却部に直接的又は関節的に接触して配設される受熱部と、
冷却液の熱を放熱させる放熱部と、
冷却液を貯留する貯留槽と、
前記受熱部と前記放熱部と前記貯留槽との間で冷却液を循環させるための循環路と、
前記循環路内で冷却液を送液する送液手段と、
前記貯留槽内の冷却液の液面より上方に配置され、冷却液を該貯留槽に流入させる流入手段と、
前記貯留槽内の冷却液の前記液面に向けて光を出射する光源部と、
当該液面を通過又は当該液面で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部による検知結果により冷却液の送液の状態を検知する送液状態検知手段と、を有することを特徴とする。

本発明によると、従来に比べて、冷却液が送液されているか否かをより適切に確認できる、簡易な構成の冷却装置を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。 図１に示した画像形成装置の冷却装置を概略的に示す構成図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を概略的に示す側面図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の制御部を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様を説明する上面図である。 図１に示した画像形成装置の第１の送液状態検知態様の変形例を説明する上面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する側面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する側面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する側面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する側面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する側面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する上面図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様を説明する説明図である。 図１に示した画像形成装置の第２の送液状態検知態様の変形例を説明する側面図である。 図１に示した画像形成装置の制御フローを説明するフローチャートである。 図１に示した画像形成装置の制御フローを説明するフローチャートである。 図１に示した画像形成装置の制御フローを説明するフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。 図２３に示した画像形成装置の冷却装置を概略的に示す構成図である。

次に、本発明に係る第一実施形態を図面に従って以下に説明する。なお、本実施形態を説明するための各図面において、同一の機能若しくは形状を有する部材又は構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る冷却装置を搭載したカラー画像形成装置の概略構成図である。
まず、図１を参照して、カラー画像形成装置の全体構成について説明する。
画像形成装置１は、図１に示すように、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の画像を形成する４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋが配設されている。なお、これら画像形成部１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋは、現像剤（トナー）色の違い以外はそれぞれ同様の構成であるため、以下の説明では、参照符号におけるＹ，Ｃ，Ｍ及びＢｋの添え字を適宜省略して説明する。なお、本実施形態では４つの画像形成部を有するものとして説明するが、特殊トナー色の画像を形成する画像形成部を追加してもよいし、１０Ｂｋのみを有する画像形成装置であってもよい。

各画像形成部１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１と、感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、感光体１１の表面に静電潜像を形成する書込装置１３と、感光体１１の表面にトナー像を形成する現像装置１４と、感光体１１の表面を清掃するクリーニング装置１５を備える。

中間転写体としての中間転写ベルト２０は、感光体１１と当接するように対向して配置されている。また、中間転写ベルト２０の裏面には、そのベルトを挟んで感光体１１に対向して位置する一次転写ローラ２１が配置されている。この一次転写ローラ２１に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置１４により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト２０に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体上に残された一次転写残トナーは、感光体１１による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング装置１５により除去され、感光体上におけるトナーが完全に除去される。

中間転写ベルト２０の駆動方向で、一次転写ローラ２１の下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ２２が設けられている。

また、この画像形成装置１は、記録媒体積載部としての給紙部２３、給送コロ２４に加え、レジストローラ対（位置合わせローラ対）２５等を備える。そして、二次転写ローラ２２から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、定着装置２６が設けられている。また、画像形成装置１の上部には、ユーザインターフェースとして機能する表示部を含む操作部４１を備える。

次に、画像形成動作について説明する。
作像動作が開始されると、各画像形成部１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋの感光体１１が回転駆動され、帯電装置１２によって各感光体１１の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、書込装置１３から各感光体１１の帯電する表面にレーザ光が照射されて、各感光体１１の表面に静電潜像が形成される。このとき、書込装置１３によって各感光体１１の表面に書き込まれる画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体上に形成された静電潜像に、各現像装置１４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、中間転写ベルト２０を張架するローラの１つが回転駆動し、中間転写ベルト２０を周回走行させる。そして、上記した一次転写ローラ２１には、感光体上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体１１と中間転写ベルト２０との間に転写電界が形成される。そして、感光体上のトナー像が、その感光体１１と同期して回転駆動される中間転写ベルト上に静電的に一次転写される。このように、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト２０の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。また、中間転写ベルト２０に転写しきれなかった各感光体上のトナーは、クリーニング装置によって除去される。

一方、作像動作が開始されると、給紙部２３から記録媒体Ｐが供給される。供給された記録媒体Ｐは、レジストローラ対２５によって一旦停止され、その後タイミングを計られて、二次転写ローラ２２と中間転写ベルト２０との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ２２には、中間転写ベルト上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト上のトナー画像が記録媒体上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２６に送り込まれ、トナー画像が記録媒体上に定着される。そして、記録媒体Ｐは機外の図示しない排紙トレイに排出されストックされる。

次に、本発明の実施形態に係る冷却装置の構成について説明する。
冷却装置３０は、液冷方式の冷却装置であり、図１及び図２に示すように、受熱部３１と、放熱部３２と、送液手段としてのポンプ３３と、貯留槽としての樹脂タンク３４と、これらを接続し冷却液を循環させるための循環路としての冷却循環路及び光学式センサ等で構成され、画像形成装置内に配置されている。

受熱部３１は、被冷却部としての現像装置１４に接触して配設されている。なお、図１では、イエローの画像形成部１０Ｙに設けられた受熱部３１のみ図示しており、その他の画像形成部１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋにおいては受熱部３１の図示を省略している。また、被冷却部は、現像装置の態様に限定されず、例えば、読取装置（図示省略）や感光体１１、定着装置２６等の温度上昇箇所に接触させても良い。

放熱部３２は、ラジエータ３２ａとラジエータに向けられたファン３２ｂなどから構成されている。なお、放熱部はこの態様に限定されず、ラジエータのみで構成されても良い。

ポンプ３３は、冷却循環路に冷却液を循環させる駆動源である。
樹脂タンク３４は、透明又は半透明（半透明とは、以下で説明する光源部の光及び受光部で受光する反射光を透過するものである）の樹脂で形成され、冷却液を貯蔵するようになっている。また、樹脂タンク３４の上部には、図２に示すように、冷却液の補給を行う補給口を閉めるキャップ３４ｂを有する。そして、補給口から冷却液を補給できるようになっている。

循環路としての冷却循環路は、複数の金属パイプ３５と、複数の樹脂チューブ３６から構成され、受熱部３１と、放熱部３２と、ポンプ３３及び樹脂タンク３４を直列で接続し、冷却液を循環できるようにしている。

なお、冷却液の送液方向において、樹脂タンク３４と上流側で接続される樹脂チューブ３６又は金属パイプ３５の一部は、樹脂タンク内の液面より下方になるように設置されることが望ましい。このように、冷却循環経路を樹脂タンク内の液面より一旦下げることにより、液冷装置が停止した際に、樹脂タンク３４の入口付近にある冷却液が樹脂タンク３４に流入することを回避できる。そのため、液面の状態を検知しようとしている場合等に、誤検知を回避できる。

また、冷却循環経路は、受熱部３１と、放熱部３２と、ポンプ３３及び樹脂タンク３４を直列で接続する態様に限定されず、少なくとも一つを並列に接続して、冷却液を循環させる態様にしても良い。

次に、本発明の実施形態に係る冷却装置の動作について図２を参照して説明する。
ポンプが作動すると、樹脂タンク内の冷却液は、放熱部３２へ送られ、放熱されることで冷却される。冷却された冷却液は、受熱部３１に送られ、被冷却部としての現像装置１４から熱を奪う（吸熱する）ことで現像装置１４を冷却する。熱を吸収し、温度上昇した冷却液は、樹脂タンク３４へ送られる。そして、樹脂タンク内の冷却液は、再び放熱部３２へと送られ、冷却される。このように、冷却液を受熱部３１と放熱部３２との間で循環させることにより、受熱部３１での吸熱と放熱部３２での放熱のサイクルを繰り返し、現像装置１４の温度上昇を抑制し、異常画像の発生を回避する。

なお、被冷却部は、本実施形態では現像装置を例に挙げて説明するが、この態様に限定されるものではなく、例えば、読取装置、書込装置、感光体等であっても良い。

次に、本発明の実施形態に係る冷却装置の送液状態を検知する様々な送液状態検知態様を説明する。なお、光学式センサによる検知結果によって送液状態が検知されるが、以下の送液状態検知態様は、少なくとも２つ以上の送液状態検知態様を適用可能な範囲で組み合わせて実施することも可能である。

まず、第１の送液状態検知態様について説明する。第１の送液状態検知態様は、流入手段としての吐出パイプ５２と、光学式センサ５１と、送液状態検知手段としての制御部４０等を備える。

図３に示す流入手段としての吐出パイプ５２は、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面よりも上方に、吐出パイプ５２の吐出口５２ａから冷却液が水平に流出するように設けられる。吐出パイプ５２の吐出口５２ａとは反対側の基部５２ｂには、冷却循環路を構成する樹脂チューブ３６が接続される。そして、ポンプ３３が駆動し、送液が開始されると、吐出口５２ａから冷却液が水平方向に吐出する。そして、吐出した冷却液は、落下し、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面上に着水する。この吐出した冷却液の着水により、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面に、波打ちが生じる。

なお、吐出パイプ５２は、冷却液が吐出口５２ａから水平に吐出されるように設けられているが、この態様に限定されない。具体的には、例えば冷却液が吐出口から垂直に落下するように設けても、吐出された冷却液によって、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面に変化を与える態様であれば良い。

また、吐出口５２ａは、樹脂タンク内に貯留されている冷却液中に設けられても、吐出された冷却液によって、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面に変化を与える態様であれば良い。

樹脂タンク３４の上部には、樹脂タンク内の冷却液の液面の状態を検知できる光学式センサ５１を備える。光学式センサ５１は、光源部５１ａと、受光部５１ｂとが一体として構成される。なお、光学式センサ５１は、光源部と受光部５１ｂとが一体の態様に限定されず、別体であっても良い。

光学式センサ５１について更に詳細に説明する。図４は、樹脂タンク内の冷却液の波打ちがない場合における、光源部５１ａから出射される光の進行を説明する説明図である。図６は、樹脂タンク内の冷却液の波打ちがある場合における、光源部５１ａから出射される光の進行を説明する説明図である。なお、樹脂タンク３４は、説明の便宜上図示を省略する。

光源部５１ａは、樹脂タンク３４の上方に設けられ、樹脂タンク３４の上方から樹脂タンク内の冷却液の液面に向けて、所定の角度範囲に亘って光を出射する。なお、説明の便宜上模式的に、出射される角度範囲の一方端の光を実線の矢印ｘ１で示し、他方端の光を一点破線の矢印ｘ２で示す。また、出射される角度範囲の中間の光を点線の矢印ｘ３で示す。

樹脂タンク内の冷却液の液面の波打ちがない場合、図４に示すように、光源部５１ａから出射されて液面で反射した何れの角度範囲の光ｘ１，ｘ２，ｘ３も受光部５１ｂに到達しない。即ち、受光部５１ｂは、光源部５１ａから出射されて冷却液の液面で反射した光ｘ１，ｘ２，ｘ３を受光しないようになっている。そのため、受光部５１ｂの受光した光の強度（受光光度）は、図５に示すように、略一定となる。

一方、樹脂タンク内の冷却液の液面の波打ちがある場合、図６に示すように、光源部５１ａから出射される光ｘ１，ｘ２，ｘ３の液面への入射角が変化する。そうすると、液面で反射した光ｘ１，ｘ２，ｘ３が受光部５１ｂに到達する割合が高くなる。即ち、受光部５１ｂは、光源部５１ａから出射されて冷却液の液面で反射した光を受光し易くなっている。そのため、図７に示すように、受光部５１ｂの受光光度は、周期的に増大する。なお、本実施形態では、２秒間に一回の確立で、受光部５１ｂが増大する態様で説明するが、この態様に限定されるものではない。

このような構成により、送液状態検知手段としての制御部４０（図８）は、受光部５１ｂでの受光結果の違いに基づき、液面が波打っているか否かを検知できる。その結果、冷却液が適切に送液されているか否かを知ることができる。

制御部４０について詳細に説明する。制御部４０は、図８に示すように、その入力側には、温度センサ４３，光学式センサ５１、ポンプ３３とタイマ４２が接続される。出力側には、光学式センサ５１、ポンプ３３と表示部を有する操作部４１が接続される。

所定時間あたりに、受光部５１ｂが所定の閾値以上の強度の光を受光した受光回数が、所定の回数を超えた場合（以下、条件Ａと言う。）、送液が適正に実行されていると制御部４０は判断する。

具体的には、タイマ４２によって計測された所定時間（本実施形態では２分間）に、受光部５１ｂが所定の閾値以上の強度の光を受光した受光回数が、所定の回数（本実実施形態では１０回）を超えたと、制御部４０が判断した場合、即ち条件Ａを満たした場合、送液が適正に実行されていることになる。一方、タイマ４２によって計測された所定時間（本実施形態では２分間）に、受光部５１ｂが所定の閾値以上の強度の光を受光した受光回数が、所定の回数（本実実施形態では１０回）を超えていないと、制御部４０が判断した場合、即ち条件Ａを満たしていない場合、送液が適正に実行されていないことになる。

なお、条件Ａは、２分間における受光回数を基準としているが、この態様に限定されない。２分間より長い時間、例えば１０分間における受光回数を基準としても良い。画像形成装置は外的要因で振動又は移動し液面に波打ちが生じてしまうところ、このように検知するタイミングを長くすることで誤検知を回避できる。

このような構成により、送液状態検知手段は、受光部５１ｂでの受光結果の違いに基づき、液面が波打っているか否かを検知し、冷却液が適切に送液されているか否かを判断できる。

ところで、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面が波打つと、波打った液面で反射する光の方向は、波の具合で変化する。そのため、光学式センサが、正反射光を検出する正反射方式のセンサである場合、受光が困難となり、液面の状態をセンサが検知することが困難となる。

このような問題を解決するために、本実施形態の光学式センサ５１の受光部５１ｂは、拡散光を検出する乱反射方式（拡散反射方式）を採用しても良い。受光部５１ｂを乱反射方式にすることで、正反射方式の場合と比較して、受光部５１ｂでの受光が容易になり、液面の状態をセンサが容易に検知できる。

次に、光学式センサ５１の配置される位置について説明する。
光学式センサ５１は、樹脂タンク内の冷却液の波の大きい場所で反射した光を検知できるように設置される。

具体的には、図１０に示すように、突出パイプ５２の吐出口５２ａから吐出した冷却液が着水する着水位置Ａ１に近い領域Ｂ１で反射した光を検知できるように、光学式センサ５１が設置される。即ち、光源部５１ａが領域Ｂ１に向けて光を出射し、受光部５１ｂが領域Ｂ１で反射した光を受光できるように、光学式センサ５１が設置される。また、領域Ｂ１は、吐出口５２ａから冷却液が吐出する方向において、着水位置Ａ１の下流側に位置する。そのため、光学式センサ５１は、樹脂タンク内の冷却液の波の大きい場所で反射した光を検知できる。その結果、送液状態検知手段は、液面の状態を容易に検知できる。

なお、樹脂タンク３４の側壁の周辺も、この側壁に入射する波と反射する波とが干渉することから、波が大きくなる。そのため、光学式センサ５１は、樹脂タンク３４の側壁の周辺で反射した光を検知するようにしても良い。ただし、光学式センサ５１が樹脂タンク３４からの反射光を誤って受光しない態様に限定されることは言うまでもない。

また、光学式センサ５１は、樹脂タンク３４の平坦な部分の上方に設置される。そのため、光学式センサ５１の受光部５１ｂは、樹脂タンク内の冷却液の液面からの反射光を、感度良く受光できる。

ところで、冷却装置の冷却液は、蒸発等することから、その量は、経時により減少する。制御部４０は、樹脂タンク内の冷却液の液面の状態の変化を検知することから、このような冷却液の量の変化に左右されず、冷却液が適切に送液されているか否かを知ることができる。

なお、樹脂タンクの形状と光学式センサを設置する位置は、上述の態様に限定されない。

具体的には、樹脂タンク１３４は、図１１に示すように、内面の一部を内側に突出させた突出部１３４ａを有しても良い。突出部１３４ａは、吐出口１５２ａと対向するように設置する。そうすると、突出パイプ１５２の吐出口１５２ａから吐出した冷却液は、突出部１３４ａに当たり、その後に、樹脂タンク内の冷却液に着水する。即ち、突出パイプ１５２の吐出口１５２ａから吐出した冷却液は、一定の着水位置Ａ２に着水する。そして、この着水位置Ａ２に近い領域Ｂ２の波を検知できるように、光学式センサ１５１を設置する。

このような構成により、光学式センサ１５１は、安定した着水位置Ｂの近傍で反射した光を検知できる。そのため、樹脂タンク内の冷却液の波の大きい場所で反射した光を検知できる。

次に、第２の送液状態検知態様について説明する。
第２の送液状態検知態様は、光学式センサ２５１の構成が異なる。光学式センサ２５１は、透過方式の光学式センサ２５１を用いる。

具体的には、光学式センサ２５１は、図１２に示すように樹脂タンク３４の下方に設置された光源部２５１ａと、樹脂タンク３４の上方に設置された受光部２５１ｂとが、樹脂タンク３４を挟んで対向配置して構成される。

図１２は、樹脂タンク内の冷却液の波打ちがない場合における、光源部２５１ａから出射される光の進行を説明する説明図である。図１３は、樹脂タンク内の冷却液の波打ちがある場合における、光源部２５１ａから出射される光の進行を説明する説明図である。

光源部２５１ａは、図１２，図１３に示すように、樹脂タンク３４の下方から垂直上方に光を出射する。なお、説明の便宜上模式的に、出射される光を実線の矢印ｙで示す。

樹脂タンク内の冷却液の液面の波打ちがない場合、図１２に示すように、光源部２５１ａから出射された光ｙは、樹脂タンク３４内の冷却液の液面を通過（透過）する。この際、出射された光は、入射角略０°で冷却液の液体層と気体層との境界へ入射する。そのため、入射した光ｙは、略全て受光部２５１ｂに到達する。その結果、波打ちがない場合の受光部２５１ｂの受光光度は、図１４に点線で示すようになる。

一方、樹脂タンク内の冷却液の液面の波打ちがある場合、図１３に示すように、光源部２５１ａから出射された光ｙは、樹脂タンク内の冷却液の液面を通過する。この際、出射された光は、入射角を様々にして冷却液の液体層と気体層との境界へ入射する。そのため、入射した光ｙは、入射角に応じて屈折し、進路が変更される。その結果、進路を変更された光ｙ’は、受光部２５１ｂに到達することが困難となる。そして、図１４に示すように、波打ちがある場合の受光部２５１ｂの受光光度（図中実線）は、波打ちがない場合の受光部２５１ｂの受光光度（図中点線）に比較して、低減する。

このような構成により、送液状態検知手段としての制御部４０（図８）は、受光部２５１ｂでの受光結果の違いに基づき、液面が波打っているか否かを検知できる。その結果、冷却液が適切に送液されているか否かを知ることができる。

ところで、送液される冷却液は、ポンプ３３の性能の低下や冷却循環路の座屈又は誤差因子によって、所望の流量が送液されず、冷却性能の低下を招く虞がある。

このような問題を回避するために、光学式センサの配置位置を変えても良い。例えば、光学式センサ３５１は、突出パイプ５２の吐出口５２ａから吐出し、落下中の冷却液を検知できるように設置される。

冷却液が適切に送液されている場合、即ち所望の流量の冷却液が流入している場合、図１５，図１７に示すように、突出パイプ５２の吐出口５２ａから吐出した冷却液は、着水位置Ａ３に着水する。そして、着水位置Ａ３に近い領域Ｂ３を通過した光を検知できるように、光学式センサ３５１が設置される。即ち、光源部３５１ａが領域Ｂ３に向けて光を出射し、受光部３５１ｂが領域Ｂ３を通過した光を受光できるように、光学式センサ３５１が設置される。領域Ｂ３は、吐出口５２ａから冷却液が吐出する方向において、着水位置Ａ３の上流側に位置する。

そして、光源部３５１ａから出射された光ｙは、樹脂タンク内の冷却液の液面の領域Ｂ３を通過する。この際、出射された光は、入射角を様々にして冷却液の液体層と気体層との境界へ入射する。そのため、入射した光ｙは、入射角に応じて屈折して進路を変更される。更に、進路を変更された光ｙ’は、吐出口５２ａから吐出して落下中の冷却液を通過する。この際、通過する光ｙ’は、入射角を様々にして冷却液の液体層と気体層との境界へ入射する。

そのため、更に進路を変更された光ｙ”が、受光部３５１ｂに到達することは困難となる。その結果、図１４に示すように、冷却液が適切に送液されて波打った液面と吐出口５２ａから吐出して落下中の冷却液とを通過して受光部３５１ｂが受光する受光光度（図中太い実線）は、冷却液が適切に送液されて波打った液面のみを通過して受光部３５１ｂが受光する受光光度（図中実線）に比較して、低減する。

一方、送液される冷却液の流量が低下している等で冷却液が適切に送液されていない場合、樹脂タンク内の冷却液の液面の波打ちは、冷却液が適切に送液されている場合に比較して、小さくなる。更に、突出パイプ５２の吐出口５２ａから吐出した冷却液は、図１６，図１７に示すように、吐出方向において、着水位置Ａ３より上流側の着水位置Ａ３’に着水する。そのため、光源部３５１ａから出射された光ｙは、吐出口５２ａから吐出して落下中の冷却液を通過しない。

そして、光源部２５１ａから出射された光ｙは、冷却液が適切に送液されている場合と比較して、小さな入射角をもって領域Ｂ３に入射し、屈折する。

そのため、冷却液が適切に送液されていない場合に光源部３５１ａから出射された光は、冷却液が適切に送液されている場合に比較して、受光部３５１ｂに容易に到達する。その結果、低下した流量により波打った液面を通過して受光部３５１ｂが受光する受光光度（図中一点鎖線）は、図１４に示すように、冷却液が適切に送液されて波打った液面を通過して受光部３５１ｂが受光する受光光度（図中実線）に比較して、増加する。

このような構成により、送液状態検知手段としての制御部１４０（図８）は、受光部３５１ｂでの受光結果の違いに基づき、送液される冷却液の流量の低下を検知できる。その結果、冷却性能の低下を知ることができる。

制御部１４０について詳細に説明する。制御部１４０は、その入力側には、温度センサ４３，光学式センサ２５１，３５１、ポンプ３３とタイマ４２が接続される。出力側には、光学式センサ２５１，３５１、ポンプ３３と表示部を有する操作部４１が接続される。受光部２５１ｂ，３５１ｂで受光する光量が、所定の光量を超えなかった場合（以下、条件Ｂと言う。）、送液が適正に実行されていると制御部１４０が判断する。

具体的には、受光部２５１ｂ，３５１ｂの受光した受光光度をタイマ４２によって計測された所定時間で積分した積分値を、制御部１４０が算出する。そして、この積分値が、図１８に示すように、冷却液が適切に送液され波打っている場合の積分値ｈを超えないと制御部１４０が判断する場合、送液が適正に実行されていることになる。一方、積分値が、積分値ｈを超えると制御部１４０が判断する場合、送液が適正に実行されていないことになる。

なお、条件Ｂは、図１８にｉで示すように、冷却液が適切に送液されて波打った場合であって、光源部から出射された光が波打った液面と吐出口５２ａから吐出した冷却液を通過する場合の積分値に基づいても良い。また、図１８にｊで示すように、送液される冷却液の流量が低下している等で冷却液が適切に送液されていない場合の積分値に基づいても良い。また、図１８にｇで示すように、冷却液が送液されていない場合の積分値に基づいても良い。

なお、吐出パイプと光学式センサの配置される位置は、上述の態様に限定されない。
具体的には、流入手段としての吐出パイプ４５２は、図１９に示すように、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面よりも上方に、吐出パイプ４５２の吐出口４５２ａから冷却液が垂直下方に吐出するように設けられる。吐出パイプ４５２の吐出口４５２ａとは反対側の基部４５２ｂには、冷却循環路を構成する樹脂チューブ３６が接続される。そして、ポンプ３３が駆動し、送液が開始されると、突出パイプ４５２の吐出口４５２ａから冷却液が垂直下方に吐出する。そして、突出した冷却液は、垂直落下し、樹脂タンク内に貯留されている冷却液の液面上に着水するようになっている。

光学式センサ４５１は、光源部４５１ａと受光部４５１ｂが樹脂タンク３４を挟んで水平に対向配置して構成される。光源部４５１ａは、光を樹脂タンク３４の側方から水平方向に出射する。また、光源部４５１ａ及び受光部４５１ｂは、光源部４５１ａから出射された光が樹脂タンク内の冷却液によって遮られないような位置に、配置される。

そして、光学式センサ４５１は、突出パイプ４５２の吐出口４５２ａから吐出し、樹脂タンク内の冷却液の液面に着水するまでの間の冷却液を検知する。そのため、制御部１４０は、冷却液の送液の有無を確実に検知できる。

光学式センサによって検知された検知情報に基づき、制御手段としての制御部が、送液状態を操作部４１（図１、図８）の表示部に表示させても良い。

冷却装置の制御をフローチャートにより説明する。なおフローチャートは、あくまで本実施形態において本発明の作用を発揮することができるルーチンの一例について説明したものに過ぎず、本発明の作用を発揮し得る範囲内であれば他のフローチャートを適用可能であることは言うまでもない。

図２０に示すルーチンに従って、最初に、冷却装置の制御を開始して、温度センサ４３からの情報に基づいて、温度が冷却を必要とする温度を超えたか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ１０）。温度が冷却を必要とする温度を超えていないと判断した場合、ステップＳ１０に戻る。一方、温度が冷却を必要とする温度を超えていると判断した場合、制御部４０，１４０がポンプ３３及び光学式センサ５１，１５１，２５１，３５１をオンにする（ステップＳ１１）。ポンプ３３が駆動する際に、センサが稼働するところ、ポンプ３３が停止している際は、センサは稼働しないことから、省エネを図れる。

次いで、条件Ａ又はＢを満たすか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ１２）。条件Ａ又はＢを満たすと判断した場合、温度センサ４３からの情報に基づいて、温度が冷却を必要とする温度を超えたか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ１３）。温度が冷却を必要とする温度を超えていると判断した場合、ステップＳ１２に戻る。一方、温度が冷却を必要とする温度を超えていないと判断した場合、制御部４０，１４０がポンプ３３及び光学式センサ５１，１５１，２５１，３５１をオフにして（ステップＳ１４）、冷却装置の制御を終了する。

一方、条件Ａ又はＢを満たさないと判断した場合、制御部４０，１４０は、操作部４１の表示部にエラー表示を表示させる（ステップＳ２０）。条件Ａ又はＢを満たさない場合、送液が適正に送液されておらず、装置内の温度が高くなっているところ、エラー表示をすることで、エラー表示後にユーザの装置の使用を禁止できる。次いで、搬送中の記録媒体Ｐがあるか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ２１）。搬送中の記録媒体Ｐがない場合、ステップＳ１４に進む。一方、搬送中の記録媒体Ｐがある場合、排紙が完了したか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ３０）。排紙が完了していないと判断した場合、ステップＳ３０に戻る。一方、排紙が完了していると判断した場合、ステップＳ１４に進む。エラー表示がされた場合、装置内の温度が高くなっているところ、エラー表示の際に、装置内に搬送中の記録媒体Ｐがある場合、この搬送中の記録媒体Ｐの搬送を継続することから、記録媒体Ｐの発火等を回避できる。

なお、制御部の動作は上述の態様に限定されない。例えば、条件Ａ又はＢを満たさない場合、警告を表示するようにしても良い。

図２１に示すルーチンに従って、最初に、冷却装置の制御を開始して、温度センサ４３からの情報に基づいて、温度が所定の温度を超えたか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ１１０）。温度が所定の温度を超えていないと判断した場合、ステップＳ１１０に戻る。一方、温度が所定の温度を超えていると判断した場合、制御部４０，１４０がポンプ３３及び光学式センサ５１，１５１，２５１，３５１をオンにする（ステップＳ１１１）。

次いで、条件Ａ又はＢを満たすか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ１１２）。条件Ａ又はＢを満たすと判断した場合、温度センサ４３からの情報に基づいて、温度が所定の温度を超えたか否かを制御部４０，１４０が判断する（ステップＳ１１３）。温度が所定の温度を超えていると判断した場合、ステップＳ１１２に戻る。一方、温度が所定の温度を超えていないと判断した場合、制御部４０，１４０がポンプ３３及び光学式センサ５１，１５１，２５１，３５１をオフにして（ステップＳ１１４）、冷却装置の制御を終了する。

一方、条件Ａ又はＢを満たさないと判断した場合、制御部４０，１４０は、操作部４１の表示部に警告表示を表示させる（ステップＳ１２０）。

なお、フローチャートは、あくまで本実施形態において本発明の作用を発揮することができるルーチンの一例について説明したものに過ぎず、本発明の作用を発揮し得る範囲内であれば他のフローチャートを適用可能であることは言うまでもない。

また、光学式センサ５１，１５１，２５１，３５１の検知情報に基づいて、放熱部３２の放熱量や、ポンプ３３の送液量等の各種パラメータを制御部４０，１４０が制御するように構成しても良い。その一例として、光学式センサ５１，１５１，２５１の検知情報に基づき、ファン３２ｂの風量やポンプ３３の送液量を調整可能に構成した場合の制御フローチャートを図２２に示す。

図２２に示すフローチャートでは、まず、冷却液の流量の許容量の上限値と下限値を予め設定し、冷却装置の駆動を開始し、送液状態検知手段によって冷却液の流量を測定する（ステップＳ２００）。次に、その測定した流量がゼロであるか否かを制御部４０，１４０が判定する（ステップＳ２０１）。流量がゼロであった場合は、ポンプ３３、冷却循環路等に欠陥がある可能性があるので、直ちに、制御部４０，１４０が冷却装置を強制的に停止させる（ステップＳ２１０）。

一方、流量がゼロでなかった場合は、流量が予め設定した下限値未満であるか否かを制御部４０，１４０が判定する（ステップＳ２０２）。流量が下限値未満であった場合は、ファン３２ｂの風量増加（ステップＳ２２０）とポンプの送液流量増加（ステップＳ２２１）を実行し、冷却能力を上げるようにする。

一方、流量が下限値未満でなかった場合、流量が予め設定した上限値を超えるか否かを制御部４０，１４０が判定する（ステップＳ２０３）。その結果、流量が上限値を超えていた場合、制御部４０，１４０は、ファンの風量減少（ステップＳ２３０）とポンプの送液流量減少（ステップＳ２３１）を実行し、冷却能力を低下させる。

また、上記のようにファンの風量とポンプの送液流量を増加又は減少させた場合は、ステップＳ２００に戻り、冷却が終了するまで同様のプロセスを繰り返す。

このように、光学式センサ５１，１５１，２５１の検知情報に基づいて、ファン３２ｂの風量とポンプ３３の送液流量を調整することにより、冷却装置の適切な温度制御を行うことができ、装置の信頼性が向上する。また、検知結果に基づいて制御するパラメータは、放熱部３２の放熱量（ファン３２ｂの風量）、ポンプ３３の送液量の何れか一方であっても良いし、それら以外のものを追加しても良い。

以下、本発明の好適な実施例により更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

実施例は、第１の実施形態の構成を採用している。
この実施例では、受熱部３１を、内部にφ６のＵ字型の流路を有する３０ｍｍ×３３０ｍｍ×１４ｍｍの銅製ブロックで構成した。放熱部３２には、一辺が１２０ｍｍの正方形のアルミニウム製コルゲート型（厚み２０ｍｍ）のラジエータ３２ａを直列に３個配設し、ファン３２ｂには、ラジエータ３２ａと同サイズで一辺が１２０ｍｍの正方形の軸流ファン（流速２．３ｍ／ｓ）を用いた。また、ポンプ３３には、締め切り揚程が２５ｋＰａであって、冷却液に接触する接液部が樹脂製のピストン式マイクロポンプを用い、樹脂タンク３４には、容積９００ｍＬのポリプロピレン製タンク（ポリエチレン製のキャップ付き）を用いた。また、金属パイプ３５を、アルミニウム製のパイプで構成し、ここでは、樹脂チューブ３６の代わりに、ブチルゴムとＥＰＤＭ混合成分のゴム製チューブを用いた。また、冷却液として、プロピレングリコールを主成分とし、防錆剤を含有した−３０℃不凍仕様の不凍液を用いた。また、樹脂タンク内に、吐出パイプ５２を設け、樹脂タンク内部の上壁面には、弾性部材として、ポリプロピレン製厚さ０．５ｍｍの薄板を取り付けた。樹脂タンク３４の上方には、光学式センサ５１を配設した。なお、ポンプ３３による冷却液の送液流量は、予め冷却液温度３４℃のとき０．５Ｌ／ｍｉｎになるように設定している。

以上の構成により、軟化開始温度が４５℃のトナーを使用して、室温３２℃の環境において、１分間に７５枚のカラー両面印刷を３時間連続して行ったところ、各色の現像装置内のトナーの最高温度は、イエローが４２℃、シアンが４２℃、マゼンタが４３℃、ブラックが４３℃となり、何れの色のトナー温度も軟化開始温度以下となった。その結果、トナー温度が軟化開始温度以上になった際に見られるトナー固着による白スジ画像は生じなかった。また、電気ノイズによる異常画像も発生しなかった。また、冷却装置の稼働中、吐出パイプ５２の吐出口５２ａから吐出された冷却液が樹脂タンク内の水面を揺らし、送液手段による冷却液の送液が確認できた。

続いて、本発明の第二実施形態について以下に説明する。なお、上述した第１の実施形態と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態の画像形成装置に搭載された冷却装置は、ベルト搬送手段５２０を介して被冷却部としての記録媒体Ｐを冷却する点で異なる。

具体的には、冷却装置は、図２３，図２４に示すように、ベルト搬送手段５２０のベルトの走行によって搬送される記録媒体Ｐを冷却する受熱部５３１を備える。ベルト搬送手段５２０は、記録媒体Ｐの一方の面側に配置される第１の搬送機構５６１と、記録媒体Ｐの他方の面側に配置される第２の搬送機構５６２を備える。また、各搬送機構に対してそれぞれ受熱部５６３を備え、第１受熱部としての受熱部５６３ａが記録媒体Ｐの他方の面側に配置され、第２受熱部としての受熱部５６３ｂが記録媒体Ｐの一方の面側に配置され、第３受熱部としての受熱部５６３ｃが記録媒体Ｐの他方の面側に配置されている。

各受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃは、吸熱面５６４ａ，３４ｃを有している。そして、各受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃの内部には、冷却液が流れる冷却液流路が形成されている。

この冷却装置は、図２４に示すように、定着装置を通過した記録媒体Ｐからの熱を受ける受熱部５３１と、受熱部５３１の熱を放熱する放熱部５３２と、受熱部５３２と放熱部５３２とを冷却液が循環する循環路としての冷却循環路５３６とを有する冷却液循環回路５３７を備える。この循環回路内には、冷却液を循環させるためのポンプ５３３と、冷却液を溜める貯留槽としての樹脂タンク５３４とが配置されている。そして、液冷プレートである受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃを受熱部５３１として機能させる。また、放熱部５３２としてのラジエータ等からなる。

冷却循環路５３６としては、受熱部５６３ａの一方の開口部と樹脂タンク５３４とを連結する配管５７０と、受熱部５６３ａの他方の開口部と受熱部５６３ｂの一方の開口部とを連結する配管５７１と、受熱部５６３ｂの他方の開口部と受熱部５６３ｃの一方の開口部を連結する配管５７２と、受熱部５６３ｃの他方の開口部と放熱部５３２としてのラジエータとを連結する配管５７３と、放熱部５３２としてのラジエータとポンプ５３３とを連結する配管５７４と、ポンプ５３３と樹脂タンク５３４とを連結する配管５７５とを備える。配管５７０，５７１，５７２，５７３，５７４，５７５を有する冷却液循環回路５３７は一本の流路を形成しているが、受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃ内では蛇行しており、冷却液が効果的に受熱部を冷却するようになっている。

第１の搬送機構５６１は、ローラ５６５ａ，５６５ｂ，５６５ｃ，５６５ｄと、このローラ５６５ａ，５６５ｂ，５６５ｃ，５６５ｄに掛け回されるベルト５６６とを備え、第２の搬送機構５６２は、ローラ５６７ｃ，５６７ｄ，５６８と、駆動ローラ５６７ａと、ローラ５６７、５６８に掛け回されるベルト５６９とを備える。

駆動ローラ５６７ａが駆動することによって、図２３に示すように、ベルト５６９が矢印Ａ方向に走行し、ベルト５６６，５６９間に挟まれた記録媒体Ｐを介して、第２の搬送機構５６２のベルト５６９の走行に伴って、第１の搬送機構５６１のベルト５６６が矢印Ｂ方向に走行する。これによって、記録媒体Ｐは矢印Ｃ方向に沿って、上流側から下流側へと搬送される。

この状態では、前記冷却液循環回路５３７において、冷却液を循環させる。すなわち、ポンプ５３３を駆動することによって、受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃの冷却液流路内に冷却液を流す。

この際、第１の搬送機構５６１のベルト５６６の内面が、受熱部５６３ｂの吸熱面５６４ｂを摺動し、第２の搬送機構５６２のベルト５６９の内面が、受熱部５６３ａの吸熱面５６４ａと受熱部５６３ｃの吸熱面５６４ｃを摺動する。このため、記録媒体Ｐの表面側から、ベルト５６６を介して受熱部５６３ｂは記録媒体Ｐの熱を吸収する。また、記録媒体Ｐの裏面側から、ベルト５６９を介して受熱部５６３ｃ，５６３ａは記録媒体Ｐの熱を吸収する。この場合、受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃが吸収した熱量を冷却液が外部に輸送することで受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃは低温に保たれる。

すなわち、ポンプ５３３を駆動することによって、冷却液が冷却液循環回路内を循環し、受熱部３３ａ，３３ｂ，３３ｃの冷却液流路内を流れて吸熱して高温となった冷却液が、放熱部として機能するラジエータを通過することによって、外気へ放熱され、その温度が低下する。そして、低温となった冷却液が再度冷却液流路内を流れて、受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃが放熱部５３２と機能する。このため、このサイクルを繰り返すことによって、記録媒体Ｐは両面から冷却される。
このように、本例では、受熱部である受熱部５６３ａ，５６３ｂ，５６３ｃが、ベルトを介して（間接的に）被冷却部である記録媒体Ｐの熱を奪うものである。また、この樹液タンク５３４に上述した第１の送液状態検知態様又は第２の送液状態検知態様を適用することが可能である。

また、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。

１４ 現像装置（被冷却部の一例）
３１，５６３ 受熱部
３２，５３２ 放熱部
３３，５３３ ポンプ（送液手段の一例）
３４，５３４ 樹脂タンク（貯留槽の一例）
３５ 金属パイプ（循環路の一例）
３６ 樹脂パイプ（循環路の一例）
４０，１４０ 制御部（送液状態検知手段の一例）
５１，１５１，２５１，３５１ 光学式センサ
５１ａ 光源部
５１ｂ 受光部
５２ 吐出パイプ（流入手段の一例）
１３４ａ 突出部

特開２０１２−１９９５０９号公報

Claims (11)

1. 被冷却部に直接的又は関節的に接触して配設される受熱部と、
   冷却液の熱を放熱させる放熱部と、
   冷却液を貯留する貯留槽と、
   前記受熱部と前記放熱部と前記貯留槽との間で冷却液を循環させるための循環路と、
   前記循環路内で冷却液を送液する送液手段と、
   前記貯留槽内の冷却液の液面より上方に配置され、冷却液を該貯留槽に流入させる流入手段と、
   前記貯留槽内の冷却液の前記液面に向けて光を出射する光源部と、
   当該液面を通過又は当該液面で反射した光を受光する受光部と、
   前記受光部による検知結果により冷却液の送液の状態を検知する送液状態検知手段と、を有することを特徴とする冷却装置。
2. 前記光源部は、前記貯留槽内の液面より上方に設置され、
   前記光源部から出射され、前記貯留槽内の冷却液の液面で反射した光を前記受光部が受光することで、前記送液状態検知手段は、該貯留槽内の冷却液の液面の状態を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記送液状態検知手段は、所定時間あたりに、前記受光部が所定の閾値以上の強度の光を受光した受光回数に基づいて、該貯留槽内の冷却液の液面の状態を検知す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. 前記光源部は、前記貯留槽内の液面より下方に設置され、
   前記光源部から出射され、前記貯留槽内の冷却液の液面を通過した光を前記受光部が受光することで、前記送液状態検知手段は、該貯留槽内の冷却液の液面の状態を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記送液状態検知手段は、前記受光部が受光した光の強度を所定時間積分した積分値に基づいて、該貯留槽内の冷却液の液面の状態を検知することを特徴とする請求項１又は４に記載の冷却装置。
6. 前記受光部は、前記流入手段から流入する冷却液の流入方向において、流入した冷却液が前記貯留槽内の冷却液の液面に着水する位置より下流側の液面を介した光を受光することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の冷却装置。
7. 前記受光部は、前記流入手段から流入する冷却液の流入方向において、所望の流量で流入した冷却液が前記貯留槽内の冷却液の液面に着水する位置より上流側の液面を介した光を受光することを特徴とする請求項４又は５に記載の冷却装置。
8. 前記貯留槽は、該貯留槽の内面の一部が内側に突出した突出部を有し、
   前記突出部は、前記流入手段の近傍に対向するように設置されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の冷却装置。
9. 前記送液手段が駆動した際に、前記光源部及び前記受光部を稼働することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の冷却装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の冷却装置を備えたとこを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項３又は５に記載の冷却装置を備えた画像形成装置であって、
    前記受光回数又は前記積分値に基づいて、エラー表示する表示部を有し、
    前記表示部にエラー表示をした際に搬送中の記録媒体は、搬送を継続されることを特徴とする画像形成装置。

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