JP2023030897A - 冷却装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却液の漏洩を防ぐための部品の数を抑制することを目的とする。【解決手段】冷却装置３０は、冷却液を貯蔵するタンク３１と、冷却液を送り出すポンプ３２と、熱源から受けた熱を冷却液に伝達する受熱部と、冷却液の熱を放散する放熱部３４と、タンク３１とポンプ３２と受熱部と放熱部３４とを経由して冷却液を循環させる回路を形成するパイプ４１、４２、４３、４４と、上部が開口した箱形に形成され、タンク３１とポンプ３２と放熱部３４とを収容する収容部５０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、冷却装置及び画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置の高速化に伴い、画像形成装置内部での発熱量が増加する傾向にある。現像装置においては、トナーを撹拌する際に発生する摩擦熱によりトナーの温度が上昇し、軟化したトナーが凝集するおそれがある。そこで、従来、現像装置の冷却能力を向上させる技術が検討されている。例えば、特許文献１には、冷却液が循環する循環経路の配管接続部に、配管接続部から流出する冷却液を吸収する吸液部材と、吸液部材の外側に配設されるトナー非相溶部材とを備える液漏れ防止構造を設けることが記載されている。特許文献２には、受熱部材に設けた流入口側配管、流出口側配管と第１チューブ、第２チューブとがそれぞれ接続された各継手部を、画像形成部と電装駆動部との間に遮蔽部材によって形成された空間内に配置することが記載されている。

特開２０１１－１１２７０７号公報 特開２０１０－２００９０号公報

しかし、特許文献１，２に記載された構成では、継手部の各々で液漏れ対策を講ずるため、部品の数が増加し、コストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記事情を考慮し、冷却液の漏洩を防ぐための部品の数を抑制することのできる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。

上記課題を解決するため、本発明に係る冷却装置は、冷却液を貯蔵するタンクと、前記冷却液を送り出すポンプと、熱源から受けた熱を前記冷却液に伝達する受熱部と、前記冷却液の熱を放散する放熱部と、前記タンクと前記ポンプと前記受熱部と前記放熱部とを経由して前記冷却液を循環させる回路を形成するパイプと、上部が開口した箱形に形成され、前記タンクと前記ポンプと前記放熱部とを収容する収容部と、を備えることを特徴とする。

前記冷却装置は、前記収容部の底部に設けられた孔と、前記収容部の下方に設けられ、前記孔から落下した前記冷却液を貯留する貯留部と、を備えていてもよい。

前記収容部の前記底部は、前記孔側が低くなるように傾斜していてもよい。

前記冷却装置は、前記孔に流れ込む前記冷却液を検知するセンサーを備えていてもよい。

前記貯留部は、前記冷却液を吸収する吸収体を備えていてもよい。

また、本発明に係る画像形成装置は、潜像をトナーを用いて現像する現像装置と、前記のいずれかの冷却装置と、を備え、前記受熱部は前記現像装置に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、冷却液の漏洩を防ぐための部品の数を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置の回路を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る収容部の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る収容部の断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。

最初に、画像形成装置１００の全体の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側を画像形成装置１００の正面側（前側）とし、左右の向きは画像形成装置１００を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

画像形成装置１００は、プリンター１と、スキャナー１１０と、原稿搬送装置１２０と、を備える。プリンター１の上方にスキャナー１１０が設けられ、スキャナー１１０の上方に原稿搬送装置１２０が設けられている。原稿搬送装置１２０は、スキャナー１１０の読取位置を経由する搬送路に沿って原稿を搬送する。スキャナー１１０は、フラットベッド型のイメージスキャナーであり、原稿を読み取って画像データを生成する。プリンター１は、画像データに基づく画像をシートＳに形成する。

プリンター１とスキャナー１１０は、直方体状のハウジング３により一体化されている。ハウジング３の内部の下部には、シートＳが収容される給紙カセット４と、給紙カセット４からシートＳを右方に送り出す給紙ローラー５が設けられている。給紙カセット４の上方には、電子写真方式にてトナー像を形成する作像装置６が設けられ、作像装置６の右上方には、トナー像をシートＳに定着させる定着装置７が設けられている。定着装置７の上方には、トナー像が定着されたシートＳを排出する排紙ローラー８と、排出されたシートＳが積載される排紙トレイ９が設けられている。

作像装置６は、光の照射により電位が変化する感光体ドラム１１、感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置１２、画像データに応じたレーザー光を出射する露光装置１３、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像装置１４、転写バイアスを発生する一次転写ローラー１５Ａ、感光体ドラム１１のトナー像が転写される中間転写ベルト１５Ｂ、転写バイアスを発生する二次転写ローラー１５Ｃ、及び、感光体ドラム１１に残留したトナーを除去するクリーニング装置１６を備える。現像装置１４には、現像装置１４にトナーを供給するトナーコンテナ２０が接続されている。

ハウジング３の内部には、給紙ローラー５から作像装置６、定着装置７を経て排紙ローラー８に至る搬送路１０が設けられている。搬送路１０は、シートＳを通過させる間隙を空けて互いに対向する板状部材を主体として形成されており、シートＳを挟持して搬送する搬送ローラー１７が搬送方向Ｙの複数箇所に設けられている。作像装置６よりも搬送方向Ｙ上流側には、レジストローラー１８が設けられている。定着装置７の右方には、定着装置７よりも搬送方向Ｙ下流側で搬送路１０から分岐し、レジストローラー１８よりも搬送方向Ｙ上流側で搬送路１０に合流する反転搬送路１０Ｒが設けられている。

制御部２は、演算部と記憶部とを備える。演算部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶媒体を含む。演算部は、記憶部に記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで各種処理を実施する。なお、制御部２は、ソフトウェアを用いない集積回路によって実現されてもよい。

スキャナー１１０の前側には、操作パネル（図示省略）が設けられている。操作パネルは、表示パネルと、表示パネルの表示面に重ねて設けられたタッチパネルと、表示パネルに隣接するキーパッドと、を備える。制御部２は、プリンター１及びスキャナー１１０の操作メニューやステータス等を表す画面を表示パネルに表示させ、タッチパネル及びキーパッドで検知された操作に応じてプリンター１及びスキャナー１１０の各部を制御する。

プリンター１の基本的な画像形成動作は、次のとおりである。外部のコンピューター等からプリンター１に片面印刷の印刷ジョブが入力されると、給紙ローラー５が給紙カセット４から搬送路１０にシートＳを送り出し、回転が停止されたレジストローラー１８がシートＳの斜行を補正し、レジストローラー１８が所定のタイミングで作像装置６にシートＳを送り出す。作像装置６においては、帯電装置１２が感光体ドラム１１を所定の電位に帯電させ、露光装置１３が感光体ドラム１１に潜像を書き込み、現像装置１４がトナーコンテナ２０から供給されたトナーを用いて潜像を現像することでトナー像を形成し、一次転写ローラー１５Ａがトナー像を中間転写ベルト１５Ｂに転写し、二次転写ローラー１５Ｃがトナー像をシートＳに転写する。続いて、定着装置７がシートＳを挟持して搬送しながらトナー像を溶融させることでトナー像をシートＳに定着させ、排紙ローラー８が排紙トレイ９にシートＳを排出する。クリーニング装置１６は、感光体ドラム１１に残留したトナーを除去する。両面印刷の場合、第１面にトナー像が定着されたシートＳが反転搬送路１０Ｒを経由して搬送路１０に送り込まれることで、第２面にトナー像が転写される。

次に、冷却装置３０について説明する。図２は、冷却装置３０の回路を示すブロック図である。図３は、冷却装置３０の斜視図である。図４は、収容部５０の斜視図である。図５は、収容部５０の断面図である。

冷却装置３０は、冷却液を貯蔵するタンク３１と、冷却液を送り出すポンプ３２と、熱源から受けた熱を冷却液に伝達する受熱部３３と、冷却液の熱を放散する放熱部３４と、タンク３１とポンプ３２と受熱部３３と放熱部３４とを経由して冷却液を循環させる回路を形成するパイプ４０と、上部が開口した箱形に形成され、タンク３１とポンプ３２と放熱部３４とを収容する収容部５０と、を備える。

［タンク］
タンク３１（図３参照）は、直方体状に形成され、上面に開口部が設けられ、開口部は着脱可能な蓋で塞がれている。タンク３１には、水を主成分とする冷却液が貯蔵される。

［ポンプ］
ポンプ３２は、タンク３１から吸い込んだ冷却液を後述する受熱部３３に向けて送り出す。

［受熱部］
受熱部３３は、現像装置１４に設けられている。現像装置１４のハウジングの内部にはスクリューが設けられており、トナーコンテナ２０から供給されたトナーがスクリューによって撹拌及び搬送される。受熱部３３は、現像装置１４のトナーが撹拌、搬送される部分の外面に接触している。受熱部３３は、中空構造を有し、その内部に冷却液が流される。現像装置１４においては、トナーが撹拌、搬送される際に摩擦熱が発生する。摩擦熱は、受熱部３３を流れる冷却液に伝達される。

［放熱部］
放熱部３４は、ハウジング３４Ｈと、放熱パイプ（図示省略）と、冷却ファン３４Ｆと、を備える。ハウジング３４Ｈは、直方体状に形成され、前側と後側に開口部が設けられている。ハウジング３４Ｈの内部には、蛇行した放熱パイプが収容されている。冷却ファン３４Ｆは、ハウジング３４Ｈの前側の開口部に対向しており、放熱パイプに送風することで冷却液を冷却する。

［パイプ］
図２に示されるように、タンク３１とポンプ３２はパイプ４１により接続されている。ポンプ３２と受熱部３３はパイプ４２により接続されている。受熱部３３と放熱部３４の放熱パイプはパイプ４３により接続されている。放熱部３４の放熱パイプとタンク３１はパイプ４４により接続されている。この構成により、タンク３１とポンプ３２と受熱部３３と放熱部３４とを経由して冷却液を循環させる回路が形成されている。パイプ４１、パイプ４２、パイプ４３、パイプ４４を、パイプ４０と総称する。

［収容部］
収容部５０（図３乃至５参照）は、左右方向を長手方向とする箱形に形成され、上部が開口している。収容部５０は、底部５０Ｂと、底部５０Ｂの縁部から上方に設けられた側壁部５０Ｗと、を備える。底部５０Ｂは、ポンプ３２と放熱部３４が配置される第１配置部５１と、タンク３１が配置される第２配置部５２と、を含む。第１配置部５１は、底部５０Ｂの左右方向の中央よりも右側に設けられており、第２配置部５２は、底部５０Ｂの左右方向の中央よりも左側に設けられている。第１配置部５１と第２配置部５２との間には、溝部５０Ｕが設けられている。

第１配置部５１は、溝部５０Ｕ側が低くなるように傾斜している。ポンプ３２とパイプ４０（パイプ４１、パイプ４２）との接続部、及び、放熱部３４とパイプ４０（パイプ４３、パイプ４４）との接続部は、第１配置部５１の上方に位置している。

第２配置部５２は、水平、又は、溝部５０Ｕ側が低くなるように傾斜している。タンク３１の右端部は、第２配置部５２の右端部よりも若干左方に位置している。タンク３１とパイプ４０（パイプ４１、パイプ４４）との接続部は、第２配置部５２の右端部の上方に位置している。溝部５０Ｕの底面は、後側が低くなるように傾斜している。

［貯留部］
収容部５０の下方には、箱形の貯留部６０が設けられている。溝部５０Ｕの底面の後端部には、収容部５０から貯留部６０に貫通する孔５０Ｈが設けられている。孔５０Ｈの上方には、液体を検知するセンサー５３が設けられている。センサー５３は、例えば、液体が溜まる凹部と、凹部に液体が流入した場合に液体に浮かぶ浮体と、浮体の上昇を検知する検知手段と、を含む。センサー５３は、制御部２に接続されており、液体を検知した場合に、液体を検知したことを示す検知信号を制御部２に出力する。貯留部６０の内部には、液体を吸収する吸収体６１が設けられている。

次に、冷却装置３０の動作について説明する。ポンプ３２は、タンク３１に貯蔵された冷却液を受熱部３３へ送り出す。受熱部３３は、現像装置１４から発生した熱を冷却液に伝達する。放熱部３４は、冷却ファン３４Ｆが放熱パイプに送風することで冷却液を冷却する。冷却された冷却液は、タンク３１に戻される。

ポンプ３２とパイプ４０（パイプ４１、パイプ４２）との接続部、又は、放熱部３４とパイプ４０（パイプ４３、パイプ４４）との接続部において冷却液が漏れた場合、漏れた冷却液は、第１配置部５１に受け止められ、第１配置部５１の傾斜に従って左方に流れ、溝部５０Ｕに落下する。一方、タンク３１とパイプ４０（パイプ４１、パイプ４４）との接続部から冷却液が漏れた場合、漏れた冷却液は、第２配置部５２に受け止められ、第２配置部５２の右端部から溝部５０Ｕに流れ落ちる。溝部５０Ｕにおいて、冷却液は、溝部５０Ｕの底面の傾斜に従って後方に流れ、センサー５３に到達する。

センサー５３は、冷却液を検知し、制御部２に検知信号を出力する。制御部２は、冷却液漏れを報知する処理を実行する。例えば、制御部２は、画像形成装置１００の保守を担当するサービスセンターに冷却液漏れを示すデータを送信する。センサー５３の凹部から溢れた冷却液は、収容部５０の孔５０Ｈを通って貯留部６０に落下し、吸収体６１に吸収される。

以上説明した本実施形態に係る冷却装置３０によれば、冷却液を貯蔵するタンク３１と、冷却液を送り出すポンプ３２と、熱源から受けた熱を冷却液に伝達する受熱部３３と、冷却液の熱を放散する放熱部３４と、タンク３１とポンプ３２と受熱部３３と放熱部３４とを経由して冷却液を循環させる回路を形成するパイプ４０と、上部が開口した箱形に形成され、タンク３１とポンプ３２と放熱部３４とを収容する収容部５０と、を備える。この構成によれば、タンク３１とパイプ４０との接続部、ポンプ３２とパイプ４０との接続部、及び、放熱部３４とパイプ４０との接続部が収容部５０に収容されているため、これらの接続部から漏れた冷却液が収容部５０に受け止められる。よって、液漏れが発生した場合に周辺への冷却液の流出を防ぐことができる。

また、本実施形態に係る冷却装置３０によれば、収容部５０の底部５０Ｂに設けられた孔５０Ｈと、収容部５０の下方に設けられ、孔５０Ｈから落下した冷却液を貯留する貯留部６０と、を備えるから、収容部５０に溜まった冷却液がポンプ３２や放熱部３４の配線に浸入することを防ぐことができる。

また、本実施形態に係る冷却装置３０によれば、収容部５０の底部５０Ｂは、孔５０Ｈ側が低くなるように傾斜しているから、収容部５０における冷却液の滞留を防ぐことができる。

また、本実施形態に係る冷却装置３０によれば、孔５０Ｈに流れ込む冷却液を検知するセンサー５３を備えるから、冷却液漏れを迅速に知らせることができる。

また、本実施形態に係る冷却装置３０によれば、貯留部６０は、冷却液を吸収する吸収体６１を備えるから、貯留部６０からの冷却液の流出を防ぐことができる。

また、本実施形態に係る画像形成装置１００によれば、感光体に形成された潜像をトナーを用いて現像する現像装置１４と、冷却装置３０と、を備え、受熱部３３は現像装置１４に設けられているから、現像装置１４におけるトナーの凝集を防止することができる。

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

上記実施形態の収容部５０の孔５０Ｈの位置は一例に過ぎない。孔５０Ｈは収容部５０の底部５０Ｂのどの位置に設けられていてもよい。また、上記実施形態の収容部５０の底部５０Ｂの形状は一例に過ぎない。収容部５０の底部５０Ｂは、孔５０Ｈ側が低くなるように傾斜していれば、どのような形状でもよい。

上記実施形態では、冷却装置３０の受熱部３３が現像装置１４に設けられている例が示されたが、受熱部３３は、現像装置１４以外に設けられていてもよい。例えば、排紙トレイ９に受熱部３３が設けられていてもよい。この構成によれば、冷却装置３０が設けられていない場合と比べて、定着装置７で加熱されたトナーの温度を下げることができ、先に排出されたシートＳにトナーが付着することを防ぐことができる。

１ プリンター（画像形成装置）
１４ 現像装置
３０ 冷却装置
３１ タンク
３２ ポンプ
３３ 受熱部
３４ 放熱部
４０ パイプ
５０ 収容部
５０Ｂ 底部
５０Ｈ 孔
５３ センサー
６０ 貯留部
６１ 吸収体

Claims (6)

1. 冷却液を貯蔵するタンクと、
   前記冷却液を送り出すポンプと、
   熱源から受けた熱を前記冷却液に伝達する受熱部と、
   前記冷却液の熱を放散する放熱部と、
   前記タンクと前記ポンプと前記受熱部と前記放熱部とを経由して前記冷却液を循環させる回路を形成するパイプと、
   上部が開口した箱形に形成され、前記タンクと前記ポンプと前記放熱部とを収容する収容部と、を備えることを特徴とする冷却装置。
2. 前記収容部の底部に設けられた孔と、
   前記収容部の下方に設けられ、前記孔から落下した前記冷却液を貯留する貯留部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記収容部の前記底部は、前記孔側が低くなるように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記孔に流れ込む前記冷却液を検知するセンサーを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷却装置。
5. 前記貯留部は、前記冷却液を吸収する吸収体を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 潜像をトナーを用いて現像する現像装置と、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷却装置と、を備え、
   前記受熱部は前記現像装置に設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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