JP2008116681A - 冷却装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体冷却に対し、画像形成装置の待機時・電源ＯＦＦ時においても高い冷却性能が確保できる画像形成装置の冷却装置を実現する。
【解決手段】画像形成装置の冷却対象へ付加する受熱手段Ａと、画像形成装置の任意の位置に設けた放熱手段３と、蓄熱材６を内包したマイクロカプセルを混合した冷媒５０と、冷媒５０を輸送する冷媒輸送手段２と、受熱手段Ａ、放熱手段３、冷媒輸送手段２を接続し、冷媒５０を輸送するための輸送路４とを備え、蓄熱材６の融解点が画像形成装置の連続稼動時における冷媒５０の飽和温度より大きくした。
【選択図】図１

Description

複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に備えられる冷却装置に関わり、特に画像形成装置の待機時、停電時、ユーザーの不注意・緊急措置による電源ＯＦＦにおける冷却を行うのに好適なものである。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置には、電子写真記録方式を採用したものが広く用いられている。
図１２は電子写真記録方式を採用した画像形成装置の主要な構成を示した図である。
図１２に示す画像形成装置では、先ず帯電装置１５が像担持体である感光体１８上を一様に帯電させた後、一方で、図示しない光学装置が原稿を読み取り、この読み取った原稿を書込装置１６が感光体１８上に静電潜像として形成する。次いで、この静電潜像に現像装置１７がトナーを付着させて可視画像を形成させる。さらに、積載していたシート２３からただ一枚のシートが、シート搬送パス２４に沿って転写装置１９に搬送され、この転写装置１９において静電気で可視画像をシートに転写する。この後、定着装置２１がこのシートを熱と圧力により定着し、さらにデカーラ２２が冷却する。一方で、クリーニング装置２０が感光体１８上の残トナーを清掃する。このような一連のプロセスにより所定のシートとしての複製画像を得ることができる構成になっている。
このとき、図示しない光学装置では、原稿をスキャンする際、スキャナランプやスキャナランプを駆動するスキャナモータ、ドライバが発熱して光学装置全体を温度上昇させ、故障の原因となる場合がある。また、書込装置１６では、高速回転するポリゴンミラーを駆動するモータが発熱し、書込系全体を温度上昇させる。

さらに現像装置１７では、トナー及び現像剤を攪拌し、トナーに帯電性を付与する際に摩擦熱を発生させ、トナーをその軟化点程度にまで温度上昇させてしまう。この結果、トナーが凝集して高精細な画像が出ず、画像不良の原因になる場合がある。
さらに定着装置２１においては、定着熱が周囲の装置温度を上昇させてしまうばかりか、例えば両面時には温度上昇したシートが蓄熱源となり、シートの両面搬送各所、具体的には、現像装置１７や感光体１８へ、熱を輸送することにつながり、画像不良の原因のみならず各装置の耐久性の低下につながる場合がある。
以上の熱に関する不具合に対し、従来、ファン空冷、ヒートパイプ、ペルチェ素子等による冷却手段により装置を冷却し、各所の温度上昇を回避させていた。
しかしながら、昨今の画像形成装置の高画質・高速化・カラー化といった高機能化による発熱量の増加、また小型化による発熱密度の増加にあっては、前記ファン空冷では限界に近づきつつあった。また、ヒートパイプは、その原理上、高所の熱を低所へは運べず、配置の点で不自由さがあった。その上、金属製の一体品であるために、装置への組み付けが難しかった。一方、ペルチェ素子は高価であると共に、効率が０．１程度と低く、目的とする冷却量のおよそ９倍程度の電力を必要とし、省エネルギーの観点で不向きであった。

そこで、以上の冷却手段の欠点を解消するように、液体冷却が検討され始めた。液体冷却は、ファン空冷やペルチェ素子よりも格段に冷却性能が高く、かつヒートパイプの欠点であった配置の不自由さもない。このように、液体冷却は、画像形成装置の冷却装置として、十分な冷却性能を有し、利用されつつあった。
液体冷却の従来技術としては、例えば特許文献１があり、電子写真装置の中間転写ベルトへの液体冷却が検討されている。また特許文献２では、電子写真装置の現像装置の自己発熱への液体冷却が検討されている。また特許文献３でも、特許文献２と同様に現像装置への液体冷却が検討されているが、特許文献３ではさらに現像装置のメンテナンスが行えるように現像装置と液体冷却の受熱部材間に着脱部材を設け、実使用に耐えうる構成が開示されている。
また、特許文献４でも特許文献３と同様に、メンテナンスを考慮した現像装置への液体冷却の適用例が示されている。特に、着脱部材としてカプラを使い、液体冷却の受熱部材を装着した現像装置ごとを着脱可能な構成が検討されている。
特開２００１−３５０３５７公報 特開平１１−１７４７９５号公報 特開２００５−１６４９２７公報 特開２００６−３６２８公報 特開２００５−５７２０９公報

ところで、画像形成装置の連続稼動（連続コピー、もしくは連続印刷）後の待機時、あるいは待機時とほぼ同意のスリープモードの状態においては、連続稼動中に画像形成装置内部の各所に蓄熱された熱量を冷却し、各所の温度上昇を抑制する必要がある。
ところが、昨今、環境対応により、待機時にも静音化が求められており、冷却装置に至っては、具体的にはファンの低速回転、あるいは停止が望まれている。液体冷却においても、機外への放熱において、通常、ファンが用いられており、ファンが低速回転・停止が強いられる場合、放熱量が低下し、画像形成装置内部の各所に蓄熱された熱量を十分冷却できずに、幾つかの場所で温度上昇を引き起こす場合がある。
また、不測な事態として、停電時や、ユーザーの不注意・もしくは画像形成装置の故障等で、やむなく電源ＯＦＦにせざるを得ない場合、液体冷却においては、ファンの停止による放熱量の低下のみならず冷媒の循環も停止してしまい、冷却性能は著しく低下し、画像形成装置内部の各所に蓄熱された熱量が十分冷却できずに、至る所で温度上昇を引き起こし、延いては画像形成装置の故障につながりかねない。

また、特許文献５には、ノートパソコンを対象にした従来技術であって、液体冷却の冷却性能を上げる方法として、冷媒に蓄熱材を内包したマイクロカプセルを分散させ、通常の液体冷却以上の冷却性能を確保したものがある。この場合、蓄熱材は冷媒の顕熱による比熱よりも格段に高い潜熱による比熱を有し、通常の液体冷却以上の高い冷却性能が達成されている。しかしながら、特許文献５の構成ではノートパソコンにおける連続稼動時の冷却性能の向上に留まり、画像形成装置の待機時・電源ＯＦＦにおける冷却に対応することはできなかった。
本発明は上記した点を鑑みたものであり、液体冷却に対し、画像形成装置の待機時・電源ＯＦＦ時においても高い冷却性能が確保できる冷却装置と、そのような冷却装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、画像形成装置の冷却対象へ付加する受熱手段と、画像形成装置の任意の位置に設けた放熱手段と、蓄熱材を内包したマイクロカプセルを混合した冷媒と、前記冷媒を輸送する輸送手段と、前記受熱手段、放熱手段、輸送手段を接続し、前記冷媒を輸送するための輸送路と、を備え、前記蓄熱材の融解点が画像形成装置の連続稼動時における冷媒の飽和温度より大きいことを特徴とする。
また本発明の冷却装置は、前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による検知された冷媒温度が前記蓄熱材の融解点以上である場合、前記放熱手段における放熱量を連続稼動時よりも増加させるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
また本発明の冷却装置は、前記放熱手段がファンとフィンより構成され、前記制御手段は前記ファン風量を増加させるよう制御することを特徴とする。
また本発明の冷却装置は、第２の放熱手段を備えたことを特徴とする。
また本発明の冷却装置は、前記第２の放熱手段がペルチェ素子により構成されることを特徴とすることを特徴とする。
また本発明の画像形成装置は、本発明の冷却装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置内部にあって、自らの発熱もしくは周囲からの受熱により、温度上昇する冷却対象に対して液体冷却を行う場合、待機時の静音化を実現するために、液体冷却の放熱手段として一般的に使われるファンが低回転数を強いられ、放熱手段における放熱量が下がり、冷却対象からの受熱量が減っても、これに代って冷媒に内包する蓄熱材６が冷却対象から受熱するので、待機時における冷却対象の温度上昇を抑制することが可能になる。
また、電源ＯＦＦにおいて液体冷却における冷媒の循環が停止しても受熱量は賄え同様に冷却対象の温度上昇を抑制することができる。
また本発明によれば、従来の冷媒を、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを分散する冷媒に交換するだけで実現できるため、既存の液体冷却機器をそのまま流用できるという利点がある。
さらに静音化が果たせまたファンの低回転数化が達成でき、省エネルギーにも寄与することができる。

図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における画像形成装置の冷却装置の概念図である。
この図１において、Ａは受熱手段、１は冷却対象、２は冷媒輸送手段、３は放熱手段、４は輸送路、９は冷媒を夫々示している。
図１では画像形成装置内部にある冷却対象１に受熱手段Ａが付加され、この受熱手段Ａは、放熱手段３、冷媒輸送手段２と、順に輸送路４によりつながれ、その輸送路４の中を冷媒５０が、矢示方向（冷媒輸送方向）に輸送される構成になっている。
図２、図３は冷媒に分散させる蓄熱材を内包したマイクロカプセルの概要図であり、球殻５内に蓄熱材６が内包されている。
蓄熱材６は、相変化に伴う潜熱を利用し、冷媒５０の温度が蓄熱材６の融解点以上に達した場合には蓄熱し、それ以下の温度の場合には放熱するよう予め設定されている。
図２は、蓄熱材６が凝固している状態であり、図３は融解している状態である。
蓄熱材６は融解している状態では凝固している状態よりも容積が増加する。

図４、図５は、画像形成装置の時間経過と冷却対象１及び冷媒５０の上昇温度の関係を示すグラフである。
図４は画像形成装置の連続稼動時、そして待機時に移行してある程度の時間が経過するまでの横軸を時間の経過とした冷却対象１及び冷媒５０の上昇温度を示すグラフ、また図５は画像形成装置の連続稼動時、そして連続稼動中に電源ＯＦＦになってある程度の時間が経過するまでの、横軸を時間の経過とした、冷却対象１及び冷媒５０の上昇温度を示すグラフである。なお、本発明の蓄熱材を内包したマイクロカプセルを冷媒５０に分散させた液体冷却の場合と、従来の液体冷却の場合の比較になっている。なお、上昇温度とは室温からの上昇温度を意味している。

以下図１乃至図５を用いて本実施形態の画像形成装置の動作を説明する。
先ず、画像形成装置が連続稼動中のときは、図１に示す画像形成装置内部の冷却対象１は、自らの発熱もしくは周囲からの受熱によって急激に温度上昇しようとする。
一方、冷媒輸送手段２により、冷媒５０が輸送路４内を矢示方向（冷媒輸送方向）に流れ、受熱手段Ａに到達すると、冷媒５０は冷却対象１よりも温度が低いため、冷却対象１から受熱手段Ａを通じて冷媒５０に熱移動が行われる。
これにより、冷却対象１は、急激な温度上昇は示さず、図４に示すように連続稼動時における冷却対象１の上昇温度（本実施形態の液体冷却）のグラフのように、緩やかな勾配の温度上昇に留まる。
冷却対象１から熱量を得た冷媒５０は、放熱手段３に輸送され、そこで機外へ放熱され、再び冷媒輸送手段２により輸送路４内を矢示方向（冷媒輸送方向）に流れる。以上の循環と熱輸送が繰り返される。

図４には同時に冷媒５０の上昇温度（本実施形態の液体冷却）のグラフも示している。冷却対象１及び冷媒５０の上昇温度は共に連続稼動時においては、時間の経過と共に飽和するが冷却対象１については、急激な温度上昇をすることもなく、液体冷却によって上首尾に温度が抑制されている。このとき、本実施形態における冷媒中に分散されている球殻５内部の蓄熱材６は、融解点を予め連続稼動時の冷媒５０の飽和温度以上に設定しているため（図４に示す蓄熱材の融解点の線）、融解せずに凝固状態にあり、通常の液体冷却の動作と代わりがない。

図４には冷却対象１の上昇温度（従来の液体冷却）、冷媒５０の上昇温度（従来の液体冷却）のグラフも示しているが、連続稼動時においては、従来も本発明もほぼ一致している。ここで、連続稼動から待機時に移行した場合、環境対応より静音化の観点から放熱手段３で一般的に用いられている、フィンとファンの構成において、ファンが低速回転を強いられた場合、放熱手段３における機外への放熱量が低下する。これより、冷媒温度は上昇し、冷却対象１から冷媒５０への受熱量も低下する。従って、冷却対象１及び冷媒５０は、待機時に移行すると同時に、温度は上昇しようとする。
この結果、従来の液体冷却の場合、図４に示すように、冷却対象１も冷媒５０も急激に温度上昇し、画像形成装置の故障につながりかねない。但し、ある時間経過後には極大値を向かえるような挙動を示す。

一方、本発明の液体冷却の場合、冷媒温度が上昇して蓄熱材６の融解点に達した際、蓄熱材６の相変化による潜熱によって、冷却対象１から蓄熱材６へ熱移動が行われる。この結果、冷媒５０の上昇温度（本発明の液体冷却）は、ある時間、蓄熱材６の融解点を維持する。その後は、画像形成装置内部の各所に蓄熱された熱量が減り、放熱量が低下しながらも放熱手段３による放熱によって、徐々に低下していく。同時に、冷却対象１の上昇温度（本発明の液体冷却）も、当初は、連続稼動時における飽和温度付近を維持し、その後徐々に低下して従来の液体冷却の場合で生じていた温度上昇を回避する。

また図５に示すように連続稼動中に電源ＯＦＦとなった場合、冷媒輸送手段２による冷媒５０の循環が停止し、かつ放熱手段３でのファンも停止するが、蓄熱材６の相変化による潜熱によって冷却対象１から蓄熱材６へ熱移動が行われる。
この結果、冷媒５０の温度は図４に示す待機時のときよりも、蓄熱材６の融解点に留まる時間が長い。またその後、画像形成装置内部の各所に蓄熱された熱量が減り、放熱手段３の自然空冷によって徐々にではあるが低下していく。同時に、冷却対象１の上昇温度（本発明の液体冷却）も、当初は連続稼動時における飽和温度付近を維持し、その後徐々に低下する。このように、電源ＯＦＦにおいても、従来の液体冷却の場合に生じていた温度上昇の不具合を解消することができる。

このように本実施形態の冷却装置は、画像形成装置内部にあって、自らの発熱もしくは周囲からの受熱により、温度上昇する冷却対象１に対して液体冷却を行う場合、待機時の静音化を実現するために、液体冷却の放熱手段３として一般的に使われるファンが低回転数を強いられ、放熱手段３における放熱量が下がり、冷却対象１からの受熱量が減っても、これに代って冷媒５０に内包する蓄熱材６が冷却対象１から受熱するので、待機時における冷却対象１の温度上昇が抑制できるようになる。
また、電源ＯＦＦにおいて液体冷却における冷媒５０の循環が停止しても受熱量は賄え同様に冷却対象１の温度上昇が抑制できるようになる。
また本実施形態の冷却装置は、従来の冷媒を、蓄熱材６を内包するマイクロカプセルを分散する冷媒５０に交換するだけで実現できるため、既存の液体冷却機器をそのまま流用できる。
さらに静音化が果たせまたファンの低回転数化が達成でき、省エネルギーにも寄与することができる。

ここで、前記した受熱手段Ａ、放熱手段３、冷媒輸送手段２、輸送路４、冷媒５０、蓄熱材６、球殻５について補足する。
先ず、受熱手段Ａは、冷却対象１から受熱した熱を、速やかにかつ効率良く、冷媒５０へ移動させられるように、例えばその内部は蛇行形状の冷媒流路を施す等、できるだけ冷媒が長時間受熱手段Ａに接するような構成することが望ましい。
放熱手段３は、一般的には図６に示すように、機外への放熱量を稼ぐように、伝熱面積を多くとった構成のフィン９と、ファン１０とを対抗するように配置させたものが多い。フィン９の材質としては、銅、もしくはアルミニウムが一般的に用いられる。
図６に示すフィン９の両端には、冷媒の一次保持用にタンクを有し、それら両タンクをつなぐように狭い流路が複数本、はり渡してあって、その流路の周囲には、薄いアルミ板を幾重にも折り重ねて配置するような構成が採られている。
なお、図６に示す放熱手段の構成はあくまでも一例に過ぎず、図６ではファン１０の下流にフィン９を置く構成が示されているが上流にあっても構わない。また、図６の構成ではファン１０とフィン９は水平方向に配置されているが自然対流による放熱をも期待して鉛直方向に配置しても構わない。

冷媒輸送手段２は、具体的にはポンプで良い。
輸送路４は、腐食の観点から銅やステンレスのような金属製が望ましいが、屈曲部、稼動部が必要な場合は、必ずしもこれに限らず、樹脂製のフレキシブルチューブを用いても良い。安価には、エチレンプロピレンジエン三元共重合体のゴム（通称、ＥＰＤＭ）で構わない。
冷媒５０は、純水もしくは防錆剤等を含有した不凍液等が望ましい。不凍液としては、エチレングリコール、望ましくは毒性が低く、融点が低いプロピレングリコールが良い。
また蓄熱材６の融解点は、蓄熱材６の種類・成分を変えることで、自由な設定が可能になる。一例としては、特許文献５にあるようにテトラデカン、ペンタデカン、エイコサン、ドコサンのような炭素数が１０以上の脂肪族炭化水素化合物が上げられる。この場合、炭素数を増加させることで融解点が上昇し、目的に応じた設定が可能になる。
球殻５は、直径が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下にすることで、流体抵抗を下げ、冷媒輸送手段２の負荷を軽減できて望ましい。球殻５の材料は、特許文献５にあるように界面重合法やインサイチュー方などの手法で得られる、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、尿素ホルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂皮膜等が挙げられる。

次に、本発明の第２の本実施形態としての冷却装置について説明する。
図７は本発明の第２の実施形態における画像形成装置の冷却装置の概念図である。なお、図１と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図７は、図１の構成に加えて冷媒５０の温度検知する冷媒温度検知手段７と、冷媒温度検知手段７の検知信号より放熱手段３の放熱量を制御する制御手段８を有する構成となっている。
このように構成される冷却装置の動作を説明する。
先にも説明したように、待機時もしくは電源ＯＦＦにおいては、蓄熱材６は融解状態にあるが、この後、再び画像形成装置が連続稼動時になった場合、放熱手段３の放熱量は復帰する。蓄熱材６は、次の待機時もしくは電源ＯＦＦにおける冷却に備え、速やかに凝固状態に戻すことが望ましい。蓄熱材６の融解状態から凝固状態への変化は、放熱手段３における放熱によって成されるが、これを通常の連続稼動時における液体冷却と同時に行うのではかなりの時間を要する。一般に、連続稼動時では放熱手段３におけるファン１０の騒音への寄与は小さく、従ってファン１０をより高速回転することが可能であり、この場合放熱量が向上する。従って、蓄熱材６を速やかに凝固状態に戻すために、放熱手段３の放熱量を向上させることが望ましい。

実際には、冷媒温度検知手段７により冷媒の温度を検知することで、蓄熱材６の温度（＝冷媒の温度と一致）を把握する。次に、制御手段８が蓄熱材６の温度と予め設定しておいた蓄熱材６の融解点とを比較し、前者が後者以上であった場合には、蓄熱材６は融解状態にあると判断し、放熱手段３の放熱量を向上させ、蓄熱材６を速やかに凝固状態にし、次ぎの待機時、電源ＯＦＦにおける冷却準備を速やかに整えることができる。
また、放熱手段３が、図６に示すようにフィン９とファン１０の構成である場合、放熱手段３の熱交換特性の向上はファン１０の風量を増加させることで可能になる。このような放熱手段３は安価に実現することができる。

図８は本発明の第３の実施形態における画像形成装置の冷却装置の概念図である。なお、図１と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図８は、図１の構成に加えて第２の放熱手段１１を有する構成となっている。
図９は、第２の放熱手段１１の具体例としてペルチェ素子による冷却装置の概略図を示している。図９では、ペルチェ素子１２ａにフィン１２ｂとファン１２ｃを付加し、これを冷媒５０の流路を有するジャケット１３に付加する構成を持つ。
ペルチェ素子１２ａのジャケット１３側の面は冷却面であり、ジャケット１３を延いては冷媒５０及び蓄熱材６を冷却する。また、ペルチェ素子１２ａの反対側の面は放熱面でありフィン１２ｂとファン１２ｃで冷却するような構成となっている。

上記のように構成すれば、融解状態にある蓄熱材６を速やかに凝固状態に戻し、次ぎの待機時、電源ＯＦＦにおける冷却準備を整える必要があるが、本実施形態では放熱手段３のほかに第２の放熱手段１１が使われる。第２の放熱手段１１は、放熱手段３で一例を挙げた図６に示すようなフィン９とファン１０と同様の構成でもよく、この場合、放熱手段３単独の場合よりも放熱量は著しく向上する。
また、第２の放熱手段１１を図６に示すようなフィン９、ファン１０の構成ではなく、図９に示すようなペルチェ素子による冷却装置を使うことで、短時間で、飛躍的に高い放熱量が得られ、蓄熱材６は速やかに凝固状態になり、次ぎの待機時、電源ＯＦＦにおける冷却準備をより速やかに整えることができる。

以下、これまで説明した本実施形態の冷却装置を備えた画像形成装置について説明する。
図１０は本実施形態の冷却装置を備えたモノクロ画像形成装置の主要な構成を示した図である。
図１０では先ず帯電装置１５が、感光体１８上の一様に帯電した後、一方で、図示しない光学装置が原稿を読み取り、この読み取った原稿を書込装置１６が感光体１８上に静電潜像として形成する。次いで、この静電潜像に現像装置１７がトナーを付着させて可視画像を形成させる。さらに、積載していたシート２３からただ一枚のシートが、シート搬送パス２４に沿って転写装置１９に搬送され、この転写装置１９において静電気で可視画像をシートに転写する。この後、定着装置２１がシートを熱と圧力により定着し、さらにデカーラ２２が冷却する。一方で、クリーニング装置２０が感光体１８上の残トナーを清掃する。このような一連のプロセスにより所定のシートとしての複製を得る構成になっている。
そのうえで、本実施形態の画像形成装置においては、トナーと現像剤の攪拌で熱が発生する現像装置１７に対して受熱部材Ｂｋ、フィンとファンより構成される放熱手段となる熱交換器２６、及びポンプ２５が付加され、蓄熱材を内包したマイクロカプセルを分散させた冷媒を輸送路１４の中を矢示方向（冷媒輸送方向）に輸送させる構成となっている。なお、本実施形態では、受熱部材Ｂｋとして現像装置１７の形状とフィットするように、押し出し成型したアルミ製ジャケットを使用した。

蓄熱材は、融解点が４７℃となるように調整し、直径１０μｍのマイクロカプセルに封入した。このとき蓄熱材の融解点を４８℃にした理由は、事前に冷媒のみで連続稼動時の実験を行った結果、冷媒の飽和温度が４５℃であったため、これよりも高い温度に設定した。また冷媒には、プロピレングリコールを主成分とした不凍液を使用した。
以上の構成より、連続稼動（１分間に７５枚の連続通紙）を３時間行い、この後、待機を１．５時間したときの現像装置１７の温度は、表１のようになった。
但し、待機状態では、熱交換器２６におけるファン風量を３分の１とし、静音化させた状態を指す。トナーの軟化点温度より決められる現像装置１７の目標温度５０℃未満に対し、測定した現像装置１７の温度は、表１に示すように、連続稼動時、待機時のいずれにおいても５０℃未満であり、現像の不具合を招く温度上昇には至らなかった。
［表１］

次に、図１２は本実施形態の冷却装置を備えたカラー画像形成装置の主要な構成を示した図である。
この図１２には４連タンデムのカラー作像装置としてブラック用作像装置ＩＢｋ、シアン用作像装置ＩＣ、マゼンタ用作像装置ＩＭ、イエロー用作像装置ＩＹを従え、中間転写ベルト３２を従えるカラー画像形成装置が示されている。各色の作像装置は、ブラック用作像装置ＩＢｋを用いて説明すれば、構成として帯電装置２８、露光装置２９、現像装置３０、クリーニング装置３１を従えている。ブラック用作像装置ＩＢｋ、ＩＣ、ＩＭ、ＩＹまでで作成される可視画像は、一旦、中間転写ベルト３２へ写し取られ、一方で積載していたシート２３からただ一枚だけのシートが、シート搬送パス２４に沿って転写装置３３に搬送され、この転写装置３３において静電気で可視画像をシートに転写する。この後、定着装置３４によりこのシートを熱と定着により定着し、さらにデカーラ３５が冷却することで、所定のシートとしての複製を得ることができる構成となっている。このように構成されるカラー画像形成装置では、トナーと現像剤の攪拌で熱が発生する現像装置を備える各色の作像装置ＩＹ、ＩＭ、ＩＣでは温度が上昇する。このとき、各色の現像装置に対して、ブラックトナー用現像装置の受熱部材Ｂｋ、シアントナー用現像装置の受熱部材Ｃ、マゼンタトナー用現像装置の受熱部材Ｍ、イエロートナー用現像装置の受熱部材Ｙとが連続的に輸送路２７が設けられ、さらにフィンとファンより構成される放熱手段となる熱交換器３８とポンプ３７が付加され、蓄熱材を内包したマイクロカプセルを分散させた冷媒を矢示方向（冷媒輸送方向）に輸送させる構成としている。但し、この場合も各色の受熱部材は、押し出し作成したアルミ製ダクトとした。

蓄熱材は、融解点を４２℃なるように調整し、直径８μｍのマイクロカプセルに封入させた。一方、冷媒にはエチレングリコールを主成分として不凍液を使用した。
以上の構成より、連続稼動（通紙）を４時間行い、この後コンセントを抜き、電源ＯＦＦにし、その後経過を１．５時間見たときの各色の現像装置温度は、表２のようになった。トナーの軟化点温度より決め荒れる各色の現像装置の目標温度４５℃未満に対し、測定結果は、表２に示すように、連続稼動時、電源ＯＦＦのいずれにおいても、４５℃未満であり、現像の不具合を招く温度とはならなかった。表２に示す実験の後、再び連続稼動をしたが、画像に不具合はなかったことが確認された。
［表２］

本発明の実施形態における画像形成装置の冷却装置の概念図である。 冷媒に分散させる蓄熱材を内包したマイクロカプセルの概要図である。 冷媒に分散させる蓄熱材を内包したマイクロカプセルの概要図である。 画像形成装置の時間経過と冷却対象及び冷媒の上昇温度の関係を示すグラフ図である。 画像形成装置の時間経過と冷却対象及び冷媒の上昇温度の関係を示すグラフ図である。 放熱手段の構成を示した図である。 本発明の第２の実施形態における画像形成装置の冷却装置の概念図である。 本発明の第３の実施形態における画像形成装置の冷却装置の概念図である。 第２の放熱手段の具体例を示した図である。 本実施形態の冷却装置を備えたモノクロ画像形成装置の主要な構成を示した図である。 本実施形態の冷却装置を備えたカラー画像形成装置の主要な構成を示した図である。 電子写真記録方式を採用した画像形成装置の主要な構成を示した図である。

符号の説明

Ａ…受熱手段、１…冷却対象、２…冷媒輸送手段、３…放熱手段、４…輸送路、５…球殻、５０…冷媒、６…蓄熱材、７…冷媒温度検知手段、８…制御手段、９、１２ｂ…フィン、１０、１２ｃ…ファン、１１…放熱手段、１２ａ…ペルチェ素子、１３…ジャケット、１４…輸送路、１５…帯電装置、１６…書込装置、１７…現像装置、１８…感光体、１９…転写装置、２０…クリーニング装置、２１…定着装置、２２…デカーラ、２３…シート、２４…シート搬送パス、２５…ポンプ、２６…熱交換器、２７…輸送路、２８…帯電装置、２９…露光装置、３０…現像装置、３１…クリーニング装置、３２…中間転写ベルト、３３…転写装置、３４…定着装置、３５…デカーラ、３７…ポンプ、３８…熱交換器

Claims (6)

1. 画像形成装置の冷却対象へ付加する受熱手段と、画像形成装置の任意の位置に設けた放熱手段と、蓄熱材を内包したマイクロカプセルを混合した冷媒と、前記冷媒を輸送する輸送手段と、前記受熱手段、放熱手段、輸送手段を接続し、前記冷媒を輸送するための輸送路と、を備え、前記蓄熱材の融解点が画像形成装置の連続稼動時における冷媒の飽和温度より大きいことを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置において、
   前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による検知された冷媒温度が前記蓄熱材の融解点以上である場合、前記放熱手段における放熱量を連続稼動時よりも増加させるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項２に記載の冷却装置において、
   前記放熱手段がファンとフィンより構成され、前記制御手段は前記ファン風量を増加させるよう制御することを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却装置において、第２の放熱手段を備えたことを特徴とする冷却装置。
5. 請求項４に記載の冷却装置において、
   前記第２の放熱手段がペルチェ素子により構成されることを特徴とする冷却装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷却装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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