JP5073390B2 - 冷却装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置および画像形成装置に関するものである。

従来から、例えば、パーソナルコンピュータにおけるＣＰＵ、画像形成装置における定着装置などの装置内の発熱体を冷却する冷却装置が知られている。
冷却装置としては、特許文献１〜３に記載のように、液体を循環させて発熱体を冷却する液冷方式がある。具体的には冷却部と発熱体との間で水などの液体を循環させるための冷却管を設け、冷却管内の液体を、ポンプなど用いて循環させる。冷却部で冷却された液体は、冷却管内を発熱体へ向けて流れ、冷却された冷却管内の液体が発熱体の熱を奪って発熱体を冷却する。発熱体によって加熱された冷却管内の液体は、冷却部へ流れ、冷却部の放熱手段などによって液体の熱が放熱されて冷却される。そして、冷却された冷却管内の液体は、再びポンプによって発熱体へ向けて送られる。

また、特許文献４には、外管内に内管を配置した２重管構造にして、内管に冷却部で冷却させた液体を流通させ、外管に気体を流通させる冷却装置が記載されている。このように、構成することで、外管に流通させる気体によって、内管の冷却液を断熱することができ、冷却部で冷却された液体が、発熱体へ移動するまでの間に装置内の熱の影響を受けて加熱されることを抑制することができ、冷却効率の低下を抑制することができる。

特開平５−３３５４５４号公報 特開平６−９７３３８号公報 特開２００１−３５０３５７号公報 特開２００６−３０２８号公報

近年、装置の小型化を図るために、装置内に管を通すだけの十分なスペースを確保するのが難しくなってきており、部材と部材との間などの限られたスペースに管を配置している。このため、管を急角度に屈曲させたりする必要が生じ、外管（断熱管）がつぶれてしまうという問題があった。外管がつぶれてしまうと、つぶれた箇所の外管（断熱管）内周面と内管（冷却管）外周面と間の隙間が狭まってしまい、断熱効果が低下してしまう。

本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、外管のつぶれを防止して、断熱効果の低下を抑制することのできる冷却装置、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、装置内の発熱体を冷却するための液体を冷却する冷却部と、前記発熱体と前記冷却部との間で前記液体循環させるための冷却管と、前記冷却管を内部に配置し空気を流通させて、前記冷却管を断熱する断熱管とを備えた冷却装置において、前記断熱管内の少なくとも屈曲部分に、前記断熱管のつぶれを防止するつぶれ防止部材と、前記断熱管に前記断熱管内を流通した空気を前記装置内に送風するための送風口とを設け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、前記つぶれ防止部材として、コイル部材を用いた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または２の冷却装置において、前記つぶれ防止部材に、前記冷却管を保持する保持部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乃至３いずれかひとつの冷却装置において、前記つぶれ防止部材の少なくとも一方の端部の外径を前記冷却管の内径よりも大きくし、かつ、前記つぶれ防止部材の他の部分の外径を、前記冷却管の内径よりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかひとつの冷却装置において、前記冷却管内の少なくとも屈曲部分に、前記冷却管のつぶれを防止する冷却管つぶれ防止部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかひとつの冷却装置において、前記冷却管内の液体の温度に基づいて、前記断熱管への流体の流通を制御することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の冷却装置において、前記冷却管の前記冷却部の出口と、前記液体が発熱体から熱を受ける受熱部の入口とに温度センサを設け、これら温度センサの検知結果に基づいて、前記断熱管への流体の流通を制御することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の冷却装置において、前記冷却部の出口の液体の温度と受熱部の入口の液体の温度との差が動作開始設定値を越えた場合に、前記断熱管に流体を流通させて前記冷却管を断熱し、前記温度センサの値が動作設定値から所定の値まで低下したら、前記断熱管への流体の流通を停止することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの冷却装置において、前記送風口または、前記送風口近傍に温度センサを設け、前記温度センサの値が動作設定値を越えたら、前記断熱管へ空気を送り、前記温度センサの値が動作設定値から所定の値まで低下したら、前記断熱管への空気の流入を停止することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９いずれかひとつの冷却装置において、前記断熱管に前記装置内の空気を吸引するための吸引口を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の冷却装置において、前記吸引口または、前記吸引口近傍に湿度センサあるいはガスセンサを設け、設定温湿度あるいは設定ガス濃度を越えたら、前記装置内の空気を吸引し、設定温湿度あるいは設定ガス濃度から所定の値まで低下したら、前記装置内の空気の吸引を停止することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかの冷却装置を備えた画像形成装置。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、前記画像形成装置が、電子写真複写機であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１２の画像形成装置において、前記画像形成装置が、レーザービームプリンタであることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１２の画像形成装置において、前記画像形成装置が、ファクシミリであることを特徴とするものである。

本発明によれば、断熱管内の少なくとも屈曲部分に設けたつぶれ防止部材が、断熱管のつぶれを防止するので、断熱管の内周面と冷却管の外周面との距離が狭まって、断熱効果が低下するのを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明を適用する画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図である。
図１において、符号１００は複写機本体であり、符号２００はそれを載せる給紙テーブルであり、符号３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナであり、符号４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。この複写機は、タンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する電子写真複写機である。

複写機本体１００には、その中央に、像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての支持ローラ１４，１５，１６に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。これらの３つの支持ローラのうちの第２支持ローラ１５の図中左側には、トナー像の転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。また、３つの支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１８が並べて配置されたタンデム画像形成部２０が対向配置されている。本実施形態においては、第３支持ローラ１６を駆動ローラとしている。また、タンデム画像形成部２０の上方には、潜像形成手段としての露光装置２１が設けられている。

また、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０の反対側には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２においては、２つのローラ２３間に記録材搬送部材としての２次転写ベルト２４が掛け渡されている。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上のトナー像を記録材であるシートに転写する。また、この２次転写装置２２の図中左方には、シート上に転写されたトナー像を定着するための定着手段としての定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、内部に熱源を備えた加熱ローラ２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。上述した２次転写装置２２には、トナー像の転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。また、本実施形態では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、シートの両面にトナー像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８も設けられている。

上記複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。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３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、不図示のスタートスイッチを押すと、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３２上へと移動する。他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動する。次いで、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３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さらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４，１５が連れ回り回転する。また、これと同時に、個々の画像形成部１８において潜像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを回転させ、各感光体ドラム上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー像（顕像）を形成する。そして、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０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１０上に合成トナー像を形成する。

このようなトナー像形成に並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にトナー像を転写する。トナー像転写後のシートは、２次転写ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えてトナー像を定着して後、カール矯正装置７０を通過する。カール矯正装置７０を通過したシートは、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
なお、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。

この複写機を用いて、黒のモノクロコピーをとることもできる。その場合には、図示しない手段により、中間転写ベルト１０を感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃから離れるようにする。これらの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃは、一時的に駆動を止めておく。黒用の感光体ドラム４０Ｋのみが中間転写ベルト１０に接触させ、画像の形成と転写を行う。
また、本実施形態においては、上述したタンデム画像形成部２０、中間転写ベルト１０、２次転写装置２２等によりトナー像形成手段が構成されている。

次に、本実施形態の特徴点である冷却装置について説明する。
複写機内には、定着装置２５やスキャナ３００、電源装置、露光装置２１、現像装置など、稼動時に熱を発生する部材やユニットが多く設置されている。特に、定着装置２５は、内部にあるハロゲンランプや抵抗加熱ヒータによって、シリコンゴム等で作られた定着ローラを１８０℃程度の温度に加熱し、トナーを紙に融着させるものであり、積極的に熱を利用するプロセスであるため、稼動時に高温になる。一方で、熱を発生する部材の周辺には、感光体ドラム４０Ｙ〜Ｃや現像装置などの熱を嫌う部材がある。これは、温度の高い雰囲気下では感光体ドラムや現像装置内のトナー等の特性が変化して良好な画像が得られなくなるため、感光体ドラム４０Ｙ〜Ｃや現像装置周囲の熱を発生する部材を、冷却しなければならない。

図２は、装置内の熱を発生する部材を冷却する冷却装置８０の概略斜視図であり、図３は、冷却装置８０の概略構成図である。
図に示すように、冷却装置８０は、装置内の定着装置２５やスキャナ３００、電源装置、露光装置２１、現像装置などの発熱体たる発熱部材Ｘを冷却するための液体を冷却する冷却部８１と、発熱部材Ｘと接触して、液体が発熱体から熱を受ける受熱部８２と、液体を受熱部８２と冷却部８１との間で循環させるための冷却管８３と、液体を管路内で循環させるための冷却ポンプ８４とを有している。

冷却管８３内には、水などの冷却液が充填されており、冷却部８１で冷却された冷却液は、冷却ポンプ８４によって冷却管８３内を通って受熱部８２へと送られる。受熱部８２に送られた冷却管８３内の冷却液は、受熱部８２で発熱部材Ｘから熱を奪って加熱される。受熱部８２で加熱された冷却液は、冷却部８１へと移動し、冷却部８１で冷却液の熱が放出されて冷却液が冷却される。そして、再び冷却ポンプ８４によって受熱部８２へ搬送される。

冷却管８３は、図４（ａ）に示すように、冷却管８３よりも大径で冷却管８３を断熱するための断熱管８５内に配置されている。また、図４（ｂ）に示すように、径が最も小さい内管を冷却管８３として、その他の管を断熱管８５ａ、８５ｂとしてもよい。
断熱管８５は、エアポンプ９２と接続されており、エアポンプ９２から断熱管８５へ外気が送風される。

図３に示すように、冷却管８３に充填された冷却液は、冷却ポンプ８４によって冷却管８３内を通って受熱部８２へと送られる。このとき、エアポンプ９２によって断熱管８５内に吸引された空気（外気）によって、装置内のその他の発熱部材からの熱を断熱して、冷却ポンプ８４から受熱部８２へ冷却液が移動する間の冷却液の加熱を抑制することができる。これにより、効率よく発熱部材を冷却することができる。

受熱部８２に送られた冷却管８３内の冷却液は、受熱部８２で冷却部材Ｘから熱を奪って加熱される。受熱部８２で加熱された冷却液は、装置本体内の雰囲気温度よりも熱くなっているが、断熱管内の空気によって断熱して、冷却液の熱が装置内に放出されるのを抑制することができる。冷却液などによって加熱された断熱管８５内の空気は、装置外部へ排気され、冷却管内の冷却液は、冷却部８１で冷却される。

従来の画像形成装置は比較的筐体も大きな設計が可能であったが、最近では省スペース化のため、小型化でありながら、しかも性能上は高速化でかつフルカラー化も要求されるなど、従来よりも多機能であるにも拘わらず、筐体の大きさは小さくなっている。 そのため、装置内に組み込まれる各種ユニットや部材は小型化されるとともに、ユニットが高密度に配置されるため、発熱する部材を冷却するための管路の配置スペース確保が困難となり、管路を急角度に屈曲させるなどして配置させる必要が生じてきた。
しかしながら、管路を急角度に屈曲させたりすると、外管である断熱管８５が屈曲部で潰れてしまい、つぶれた箇所の断熱管８５内周面と冷却管８３外周面と間の隙間が狭まってしまい、断熱効果が低下してしまう。

そこで、本実施形態の冷却装置においては、断熱管８５内の少なくとも屈曲部分に、断熱管８５のつぶれを防止するつぶれ防止部材を設けて、断熱管８５のつぶれを防止している。以下に、具体的に説明する。

図５の（ａ）〜（ｄ）は、冷却装置８０におけるそれぞれ異なる位置における管の断面図である。外管である断熱管８５内には、断熱管８５の屈曲部における潰れを防止するための外管コイル部材８５１が設けられており、内管である冷却管８３内には、冷却管８３の屈曲部における潰れを防止するための内管コイル部材８３１が設けられている。外管コイル部材８５１の外径φＤ´は、一端部の固定部を除いて、断熱管８５（外管）の内径φＣ´よりも小さくなっており、図８（ｃ）に示す、外管コイル部材８５１の一端部の固定部の外径φＤ´は、断熱管８５の内径φＣ´以上となっている。
内管コイル部材８３１の外径φＤは、一端部の固定部を除いて、冷却管（内管）８３の内径φＣよりも小さくなっており、図５（ｃ）に示す、内管コイル部材８３１の一端部の固定部の外径φＤは、冷却管（内管）８３の内径φＣ以上となっている。

図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、外管コイル部材８５１には、冷却管（内管）８３を保持する保持部８５１ａが設けられている。この保持部８５１ａは、外管コイル部材８５１の他の部分に比べて、内径φＥが小さくなっている。このように、外管コイル部材８５１によって冷却管８３（内管）を保持することで、断熱管（外管）８５内で冷却管（内管）８３に片寄りが生じることなく、断熱管（外管）８５で冷却管（内管）８３の断熱を良好に行うことができる。また、図８（ｃ）に示すように、外管コイル部材８５１の一端部における保持部８５１ａの内径φＥは、冷却管（内管）８３の外径φＦよりも小さくなっており、その他の保持部８５１ａの内径φＥは、冷却管（内管）８３の外径φＦよりも小さくなっている。このように構成することで、外管コイル部材８５１の保持部８５１ａに冷却管（内管）８３を容易に挿入することができ、組み立て性を向上させることができる。

このように、断熱管８５内に外管コイル部材８５１を挿入することで、図６に示すように、断熱管８５を屈曲させても外管コイル部材８５１によって断熱管８５が潰れるのを防止することができる。これにより、断熱管８５の屈曲部で断熱管８５の内周面と冷却管８３の内周面との距離が狭まって断熱効率が低下するのを抑制することができる。また、断熱管８５内に流通する外気が、屈曲部で流れにくくなるのを抑制することができる。

また、内管である冷却管８３内に、冷却管８３の屈曲部における潰れを防止するための内管コイル部材８３１を設けることで、冷却管８３の潰れを防止することができ、冷却管８３の屈曲部で冷却液の流れが悪くなることを防止することができる。

また、図７に示すように、断熱管端部から外管コイル部材端部までの距離Ｂは、ポンプ接合部９２ｂおよび受熱部接合部８２ｂの接合部長さＡ以上にすることで、コイル部材８５１の端部と接合部９２ｂおよび受熱部接合部８２ｂの端部とが当接することがなく好ましい。

また、本実施形態においては、図５（ｂ）、（ｄ）からわかるように、内管コイル部材８３１は、管路の屈曲部位に断続的に設け、外管コイル部材８５１は、冷却管８３に片寄りが生じないように、複数箇所で保持する必要があるため、管路内に連続的に設けている。もちろん、外管コイル部材８５１を図２に示す屈曲部Ａ〜Ｈに設けてあればよい。また、コイル部材８３１、８５１の断面形状は、円形状でなく四角形状であってもよい。また、コイル部材８３１、８５１のねじれ方向もばらばらでもよい。

また、図３に示すように、冷却管８３の冷却ポンプ８４の出口付近および受熱部８２の入口付近にそれぞれ温度センサ９１、９３を設けて、温度センサ９１、９３の検知結果に基づいて、断熱管８５に外気を送風してもよい。
具体的には、受熱部入口付近に配置された温度センサ９３の検知温度Ｔ２、ポンプ出口付近に配置された温度センサ９１の検知温度Ｔ１から、冷却ポンプ８４から受熱部８２に到るまでの冷却液の温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）を検出する。冷却液の温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）が発熱部材の冷却効果に影響のある温度上昇値ｔ（例えば、受熱部入口付近の温度が、ポンプの温度に対して２０％上昇）となった場合は、エアポンプ９２の駆動を開始して、断熱管８５に流れ込む外気によって、冷却管内の液体の冷却と、装置内のその他の発熱部材からの断熱を行って、冷却ポンプ８４から受熱部８２に到るまでの冷却液の温度上昇を防止する。そして、冷却ポンプ８４から受熱部８２に到るまでの冷却液の温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）が、発熱部材の冷却効果に影響のある温度上昇値ｔから、α分低下したら、エアポンプの動作を停止する。また、α＝ｔとして、温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）が０となるまで、エアポンプ９２を動作させてもよい。

また、受熱部入口付近に配置された温度センサ９３の検知温度Ｔ２の温度検知結果に基づいて、エアポンプ９２の動作を制御してもよい。この場合、温度センサ９３の温度検知結果が、発熱部材の冷却効果に影響のある温度ｔ１となったら、エアポンプ９２を駆動させて、温度センサ９３の検知温度Ｔ２が所定温度ｔ２まで下がるまで、エアポンプを駆動させる。

このように、発熱部材の冷却効果に影響のある温度上昇（温度）となったときにのみエアポンプ９２を動作させることで、装置の低電力化、低騒音化を実現することができる。

また、上述では、断熱管８５に空気（外気）を流通させているが、断熱管８５に水などの冷却液を流通させて冷却管８３を断熱してもよい。

次に、冷却装置８０の変形例について、説明する。

［変形例１］
まず、変形例１について説明する。
定着後の紙から発生する水蒸気によって、複写機内に結露が生じる。また、作像回りで発生するオゾンなどのガスによって感光体ドラムが劣化するなどの不具合が発生するため、複写機内のオゾンなどのガスや水蒸気などを装置内に排気する必要がある。しかし、冷却管８３の経路とは別に複写機内のオゾンなどのガスや水蒸気などを吸引して排気する吸引管の経路を設けた場合、冷却管８３を通すための空間とは別に吸引管を通すための空間を複写機に設ける必要があり、装置が大型化してしまう。

そこで、変形例１においては、断熱管８５に吸引口を設けて、この吸引口で装置本体内の水蒸気やガスを吸引するようにして、冷却管の経路と吸引管の経路とを同じにしたものである。

図８は、変形例１の冷却装置８０の概略構成図である。
図に示すように断熱管８５のオゾンなどのガスや水蒸気などが発生する危惧がある箇所に吸引口８５ａを設ける。また、排気側には、吸引手段としてエアポンプ９５を設ける。エアポンプ９５によって吸引管８６内の空気を吸引することによって、吸引口８５ａから複写機内の空気をオゾンなどのガスや水蒸気とともに吸引し、排気する。また、エアポンプ９５で外気を断熱管８６へ吸引することで、断熱管８６内を外気が流通し、冷却管８３を断熱することができる。

このように、変形例１においては、断熱管８５を用いて、装置本体内のオゾンなどのガスや水蒸気などを吸引するように構成したので、吸引管と吸引装置とを別に備えるものに比べて、装置の小型化を図ることができるとともに、装置のコストダウンを図ることができる。

また、図８に示すように、吸引口８５ａや、複写機内の特定の部位に温湿度センサ９７や、ガス（オゾン）濃度センサ９８を設けて、温湿度センサ９７およびガス濃度センサ９８の検知結果に基づいて、エアポンプ９５の駆動を制御してもよい。
具体的には、温湿度センサ９７の検知した湿度の値ｔｂが、設定値Ｔｂ１（例えば、８０％）以上となったら、エアポンプ９５の駆動を開始して、装置内の空気を吸引口から吸引して装置外へ排気する。そして、温湿度センサの湿度の値ｔｂが、所定値αｂ下がって湿度が設定下限値ｔｂ２以下となったら（例えば、５０％）エアポンプ９５による吸引を停止する。
また、ガス濃度センサ９８の濃度値ｔｃが、所定値Ｔｃ１となったら、エアポンプ９５の駆動を開始して、装置内の空気を吸引口８５ａから吸引して装置外へ排気する。そして、ガス濃度センサの濃度値ｔｃが、所定値αｃ下がってガス濃度が設定下限値ｔｃ２以下となったらエアポンプ９５による吸引を停止する。
ガス濃度センサ９８と温湿度センサ９７との両方を設けた場合は、ガス濃度センサ９８の濃度値ｔｃが、所定値Ｔｃ１以上となったとき、あるいは、湿度の値ｔｂが、設定値Ｔｂ１（例えば、８０％）以上となったときにエアポンプ９５の駆動を開始する。そして、ガス濃度値ｔｃが設定下限値Ｔｃ２以下でかつ湿度の値ｔｂが設定下限値Ｔｂ２以下となったらエアポンプ９５を停止する。
また、ガス濃度センサ９８、温湿度センサ９７を断熱管８５のエアポンプ９５入口付近に配置してもよい。

また、冷却管８３の冷却ポンプ８４の出口付近および受熱部８２の入口付近にそれぞれ温度センサ９１、９３を設けて、温度センサ９１、９３の検知結果も、エアポンプ９５の制御に用いてもよい。この場合は、温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）、湿度ｔｂ、濃度値ｔｃのいずれか一つが設定値以上となったら、エアポンプの駆動を開始して、温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）、湿度ｔｂ、濃度値ｔｃの全てが下限設定値以下となったら、エアポンプの駆動を停止する。

［変形例２］
次に、変形例２について説明する。
変形例２は、断熱管８５に送風口を設けて、装置内の温度上昇が危惧される部位に外気を送風する送風するように構成したものである。

図９は、変形例３の冷却装置８０の概略構成図である。
この変形例３の冷却装置８０は、図９に示すように送風口８７ａを備えた第１断熱管８７と、吸引口８６ａを備えた第２断熱管８６とを備えている。第１断熱管８７が、冷却管８３の冷却ポンプ８４から受熱部８２を越えて、受熱部８２と冷却部８１との間まで延在している。第１断熱管８７の一方の端部は、第１断熱管８７に外気を送り込む第１エアポンプ９２に接続されており、他方の端部は、装置内の温度上昇が危惧される箇所で開口する送風口８７ａを形成している。

また、第２断熱管８６が、第１断熱管８７の送風口８７ａよりも冷却液移動方向下流側から冷却部８１にまで延びている。第２断熱管８６の一方の端部は、第１断熱管８７の空気を吸引する吸引手段たる第２エアポンプ９５に接続されており、他端は装置内のオゾンなどのガスや水蒸気などが発生する危惧がある箇所で開口する吸引口８６ａを形成している。

また、図１０に示すように、第１断熱管８７の他端をゴム部材などの栓部材９９で塞いで、第１断熱管８７の外周面の装置内の温度上昇が危惧される箇所に送風穴８７ａを設けてもよい。また、第２断熱管８６の他端をゴム部材などの栓部材９９で塞いで、第２断熱管８６の外周面の装置内のオゾンなどのガスや水蒸気などが発生する危惧がある箇所に吸引穴８６ａを設けてもよい。

この変形例２の冷却装置８０においては、第１エアポンプ９２によって第１断熱管８７に送風された外気によって、冷却ポンプ８４から受熱部８２までの冷却管８３内の冷却液を断熱する。また、第１断熱管８７に設けられた送風口８７ａから装置内の温度上昇が危惧される部位に第１断熱管８７内の空気を送風することによって、装置内の温度を下げることができ、感光体ドラムの特性変化やトナーの特性変化をより一層抑制することができる。また、第２エアポンプ９５によって、第２断熱管８６の吸引口８６ａから吸引した装置内の空気によって冷却管８３内の受熱部で加熱された冷却液を断熱して、冷却液の熱が装置内に放出されるのを抑制することができる。また、第２エアポンプ９５によって、断熱管８６の吸引口８６ａからオゾンなどのガスや水蒸気などを吸引して、排気するので、装置内の部品に結露が生じたり、感光体ドラムなどがオゾンなどのガスによって劣化したりするのを抑制することができる。

また、送風口８７ａや、複写機内の特定の部位に温度センサ９０を設けて、温度センサ９０の検知結果に基づいて、エアポンプ９２の駆動を制御してもよい。
具体的には、温度センサ９０の検知した温度の値ｔｄが、設定値Ｔｄ１以上となったら、エアポンプ９２の駆動を開始して、第１断熱管８７に外気を送風し、装置内に外気を送り込んで、装置内を冷却する。そして、温度センサ９０の温度の値ｔｄが、所定値αｄ下がって温度が設定下限値ｔｄ２以下となったらエアポンプ９２による外気の取り込みを停止する。このように構成することで、複写機内の温度が高くなったときにのみエアポンプ９２を動作させることで、装置の低電力化、低騒音化を実現することができる。

また、上述同様、冷却管８３の冷却ポンプ８４の出口付近および受熱部８２の入口付近にそれぞれ温度センサ９１、９３を設けて、温度センサ９１、９３の検知結果も、エアポンプ９２の制御に用いてもよい。この場合は、温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）、温度ｔｄのいずれか一つが設定値以上となったら、エアポンプ９２の駆動を開始して、温度上昇（Ｔ２−Ｔ１）、温度ｔｄの全てが下限設定値以下となったら、エアポンプ９２の駆動を停止する。

また、変形例２同様、吸引口８６ａや、複写機内の特定の部位に温湿度センサ９７や、ガス（オゾン）濃度センサ９８を設けて、温湿度センサ９７およびガス濃度センサ９８の検知結果に基づいて、エアポンプ９５の駆動を制御してもよい。

また、エアポンプ９２、９５の駆動を次のようにして制御してもよい。すなわち、温度センサ９０の検知した温度の値ｔｄ、ガス濃度センサ９８の濃度値ｔｃ、温湿度センサ９７の検知した湿度の値ｔｂのいずれかひとつが設定値以上となったら、エアポンプ９２の駆動を開始して、装置本体内に外気を送風するとともに、エアポンプ９５の駆動を開始して、装置本体内の空気を外気へ排気する。そして、温度ｔｄ、湿度ｔｂ、ガス濃度ｔｃの全てが下限設定値以下となったら、エアポンプ９２、９５の駆動を停止する。

なお、以上の説明では、本発明の冷却装置を画像形成装置に適用した例について説明したが、パーソナルコンピュータのＣＰＵなどを冷却する冷却装置にも本発明を適用することができる。また、上述においては、電子写真複写機に本発明の冷却装置を適用した例について説明したが、レーザープリンタやファクシミリなど画像形成装置にも本発明を適用することができる。

以上、本実施形態の冷却装置によれば、装置内の発熱体を冷却するための液体を冷却する冷却部８１と、液体を発熱体たる発熱部材Ｘと冷却部８１との間で循環させるための冷却管８３と、冷却管８３を内部に配置し流体を流通させて、冷却管８３を断熱する断熱管８５とを備えている。装置内の発熱体を冷却するための液体を冷却する冷却部８１と、液体を発熱体たる発熱部材Ｘと冷却部８１との間で循環させるための冷却管８３とを備えている。そして、断熱管内８５の少なくとも屈曲部分に、断熱管８３のつぶれを防止するつぶれ防止部材を設けている。このように構成することで、屈曲部分で断熱管８５が潰れるのを防止することができ、断熱管８５の内周面と冷却管８３の外周面との距離が狭まって、断熱効果が低下するのを抑制することができる。また、断熱管内の流体たる外気の流れが低下するのを抑制することができる。

また、つぶれ防止部材として、外管コイル部材８５１を用いることで、断熱管８５を容易に屈曲することができるとともに、屈曲部における断熱管８５のつぶれを防止することができる。

また、外管コイル部材８５１に、冷却管８３を保持する保持部を設けた。このように構成することによって、冷却管８３が断熱管８５内で片寄ることを抑制することができ、断熱効果が低下するのを抑制することができる。

また、つぶれ防止部材たる外管コイル部材８５１の少なくとも一方の端部の外径φＤ´を断熱管８５の内径φＣ´よりも大きくした固定部とし、外管コイル部材８５１の他の部分の外径φＤ´を、断熱管８５の内径φＣ´よりも小さくしている。これにより、外管コイル部材８５１を固定部と反対側の端部から断熱管８５内へ挿入することで、外管コイル部材８５１を断熱管８５内に容易に挿入することができる。また、外管コイル部材８５１の少なくとも一方の端部の外径φＤ´を断熱管８５の内径φＣ´よりも大きくした固定部によって、断熱管８５内の所定の位置に外管コイル部材８５１を固定することができる。

また、冷却管８３内の少なくとも屈曲部分に、冷却管８３のつぶれを防止する冷却管つぶれ防止部材たる内管コイル部材８３１を設けることで屈曲部における冷却管のつぶれを防止することができ、冷却液の流れが低下して、冷却効率が低下するのを抑制することができる。

また、冷却管８３内の液体の温度に基づいて、断熱管８５への流体の流通を制御することによって、冷却管８３内の冷却液の温度が高いときにだけ、断熱管８５内に流体を流通させて、断熱と冷却液の冷却とを行うことができる。よって、常に、断熱管８５へ流体を流通させるものに比べて、消費電力を低減できるとともに、断熱管８５へ流体を流通させるためのポンプなどの騒音を抑えることができる。

また、冷却管８３の冷却部８１の出口と、液体が発熱体から熱を受ける受熱部８２の入口とに温度センサ９１、９３を設け、これら温度センサ９１、９３の検知結果に基づいて、断熱管８５への流体の流通を制御する。このように構成することで、受熱部８２の入口温度センサ９３が検知した温度Ｔ２と、冷却部８１の出口の温度センサ９１が検知した温度Ｔ１との差分（Ｔ２−Ｔ１）から、液体が冷却部８１から受熱部８２まで移動する間の温度上昇を把握することができる。この温度上昇から、冷却管８３の断熱が必要か否かを把握することができ、これに基づいて、断熱管８５への流体の流通を制御することで、装置内部からの熱の影響を受けるタイミングで、断熱管８５への流体の流通を開始することが可能となる。

また、冷却部８３の出口の液体の温度と受熱部の入口の液体の温度との差が動作開始設定値を越えた場合に、断熱管８５に流体を流通させて冷却管８３を断熱し、温度センサ９１、９３の値が動作設定値から所定の値まで低下したら、断熱管８５への流体の流通を停止する。これにより、装置内部からの熱の影響を受けるタイミングで、断熱管８５への流体の流通を開始することができ、冷却効率が十分確保できる段階で、断熱管８５への流体の流通を停止することができる。

また、変形例２の冷却装置によれば、断熱管に前記断熱管内を流通した外気を前記装置内に送風するための送風口を設けることで、断熱管８５内に流通する外気によって、装置本体内を冷やすことができ、装置本体内の温度上昇を抑えることができる。また、装置本体内を空冷するための送風管や、ポンプなどを別に設けるものに比べて、装置を小型化することができるとともに、装置のコストダウンを図ることができる。

また、送風口８７ａまたは、送風口近傍に温度センサ９０を設け、温度センサ９０の値が動作設定値を越えたら、断熱管８５へ空気を送り、温度センサ９０の値が動作設定値から所定の値まで低下したら、断熱管８５への空気の送風を停止する。これにより、装置本体の温度が高くなったタイミングで装置本体に空気を送風することができ、装置本体内が異常高温になるのを抑制することができる。また、装置本体内が十分冷えた段階で送風を停止することができ、常に、装置本体に空気を送風するものに比べて、消費電力を低減でき、かつ、騒音を抑えることができる。

また、変形例２の冷却装置によれば、断熱管に前記装置内の空気を吸引するための吸引口を設けることで、装置本体で発生したガスや水蒸気を装置本体から排出することができ、ガスによる部品の劣化や、水蒸気による結露などの発生を抑制することができる。また、装置本体内のガスや水蒸気を吸引管や、ポンプなどを別に設けるものに比べて、装置を小型化することができるとともに、装置のコストダウンを図ることができる。

また、吸引口８６ａまたは、吸引口近傍に湿度センサ９７あるいはガス濃度センサ９８を設け、設定湿度あるいは設定ガス濃度を越えたら、装置内の空気を吸引し、設定温湿度あるいは設定ガス濃度から所定の値まで低下したら、前記装置内の空気の吸引を停止する。これにより、装置本体の湿度あるいはガス濃度が高くなったタイミングで装置本体の空気を機外へ排出することができ、装置本体内に結露が生じたり、装置本体の部品がガスによって劣化したりするのを抑制することができる。また、装置本体内の湿度あるいはガス濃度が十分低下した段階で吸引を停止することができ、常に、装置本体の空気を吸引するものに比べて、消費電力を低減でき、かつ、騒音を抑えることができる。

また、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に上述の冷却装置を用いることで、定着装置、スキャナ３００、電源装置、露光装置２１、現像装置など、稼動時に熱を発生する部材を冷却装置で効率よく冷却することができる。

実施形態に係る複写機の概略構成図。 同複写機に設けられている冷却装置の概略斜視図。 同冷却装置の概略構成図。 （ａ）は、２重管構造の断面斜視図。（ｂ）は、３重管構造の断面斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、冷却装置８０におけるそれぞれ異なる位置における管の断面図。 断熱管の屈曲部の断面図。 断熱管の両端部の断面図。 変形例１の冷却装置の概略構成図。 変形例２の冷却装置の概略構成図。 変形例３の冷却装置の別の構成例を示す図。

符号の説明

８０：冷却装置
８１：冷却部
８２：受熱部
８３：冷却管
８４：冷却ポンプ
８５：断熱管
８６：第１断熱管
８７：第２断熱管
１００：複写機本体
８３１：内管コイル部材
８５１：外管コイル部材

Claims (15)

1. 装置内の発熱体を冷却するための液体を冷却する冷却部と、前記発熱体と前記冷却部との間で前記液体循環させるための冷却管と、前記冷却管を内部に配置し空気を流通させて、前記冷却管を断熱する断熱管とを備えた冷却装置において、
   前記断熱管内の少なくとも屈曲部分に、前記断熱管のつぶれを防止するつぶれ防止部材と、
   前記断熱管に前記断熱管内を流通した空気を前記装置内に送風するための送風口とを設けた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、
   前記つぶれ防止部材として、コイル部材を用いたことを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１または２の冷却装置において、
   前記つぶれ防止部材に、前記冷却管を保持する保持部を設けたことを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１乃至３いずれかひとつの冷却装置において、
   前記つぶれ防止部材の少なくとも一方の端部の外径を前記冷却管の内径よりも大きくし、かつ、前記つぶれ防止部材の他の部分の外径を、前記冷却管の内径よりも小さくしたことを特徴とする冷却装置。
5. 請求項１乃至４いずれかひとつの冷却装置において、
   前記冷却管内の少なくとも屈曲部分に、前記冷却管のつぶれを防止する冷却管つぶれ防止部材を設けたことを特徴とする冷却装置。
6. 請求項１乃至５いずれかひとつの冷却装置において、
   前記冷却管内の液体の温度に基づいて、前記断熱管への流体の流通を制御することを特徴とする冷却装置。
7. 請求項６の冷却装置において、
   前記冷却管の前記冷却部の出口と、前記液体が発熱体から熱を受ける受熱部の入口とに温度センサを設け、これら温度センサの検知結果に基づいて、前記断熱管への流体の流通を制御することを特徴とする冷却装置。
8. 請求項７の冷却装置において、
   前記冷却部の出口の液体の温度と受熱部の入口の液体の温度との差が動作開始設定値を越えた場合に、前記断熱管に流体を流通させて前記冷却管を断熱し、前記温度センサの値が動作設定値から所定の値まで低下したら、前記断熱管への流体の流通を停止することを特徴とする冷却装置。
9. 請求項１乃至８いずれかの冷却装置において、
   前記送風口または、前記送風口近傍に温度センサを設け、前記温度センサの値が動作設定値を越えたら、前記断熱管へ空気を送り、前記温度センサの値が動作設定値から所定の値まで低下したら、前記断熱管への空気の流入を停止することを特徴とする冷却装置。
10. 請求項１乃至９いずれかひとつの冷却装置において、
    前記断熱管に前記装置内の空気を吸引するための吸引口を設けたことを特徴とする冷却装置。
11. 請求項１０の冷却装置において、
    前記吸引口または、前記吸引口近傍に湿度センサあるいはガスセンサを設け、設定温湿度あるいは設定ガス濃度を越えたら、前記装置内の空気を吸引し、設定温湿度あるいは設定ガス濃度から所定の値まで低下したら、前記装置内の空気の吸引を停止することを特徴とする冷却装置。
12. 請求項１乃至１１いずれかの冷却装置を備えた画像形成装置。
13. 請求項１２の画像形成装置において、
    前記画像形成装置が、電子写真複写機であることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２の画像形成装置において、
    前記画像形成装置が、レーザービームプリンタであることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１２の画像形成装置において、
    前記画像形成装置が、ファクシミリであることを特徴とする画像形成装置。

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