冷却装置及び画像形成装置
【課題】冷却媒体の循環路から冷却媒体が流出したとき、その流出量を最小限に抑える冷却装置、及びその冷却装置を搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】冷却装置は、冷却媒体が循環可能な循環路６を備える。循環路６に、冷却媒体を循環路内で循環させる送液部２と、吸熱作用で被冷却物２０から熱を受ける受熱部５と、熱を外部に放出する放熱部３と、冷却媒体を貯蔵するリザーブタンク１０とを配置する。タンク１０は、上流側に開口する挿入口１７とタンク内に開口する流入口１３とを有する流入管１１を備える。流入口１３の高さは、流出口１４が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置するとともに、挿入口１７、および挿入口１７と受熱部５との間の循環路配管は流出口１４より高い。
【解決手段】冷却装置は、冷却媒体が循環可能な循環路６を備える。循環路６に、冷却媒体を循環路内で循環させる送液部２と、吸熱作用で被冷却物２０から熱を受ける受熱部５と、熱を外部に放出する放熱部３と、冷却媒体を貯蔵するリザーブタンク１０とを配置する。タンク１０は、上流側に開口する挿入口１７とタンク内に開口する流入口１３とを有する流入管１１を備える。流入口１３の高さは、流出口１４が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置するとともに、挿入口１７、および挿入口１７と受熱部５との間の循環路配管は流出口１４より高い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液を循環させて吸熱作用により発熱体を冷却する装置、及びその冷却装置を書き込み部や現像部等の発熱箇所に配設して局所冷却を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やレーザプリンタは、感光体上に静電潜像を形成してから用紙にトナー像を定着する画像作像工程を行う。このため、画像形成装置を制御するための各種電装回路および電源装置、感光体を帯電させるために用いる高圧電源および帯電装置、感光体上に静電潜像を形成する光書き込み装置、現像剤を撹拌して感光体上の静電潜像を現像する現像装置、及びトナー像を用紙に定着させる定着装置等の数多くの発熱を伴うユニットから形成されている。
【０００３】
近年、画像形成装置は高速印刷化に伴って各ユニットの発熱量が増加している。また、小型化に伴って高集積化されることにより熱が装置外に排熱し難い構造となっている。このため、従来と比較して装置内の温度が上昇する傾向にある。
【０００４】
特に、使用環境温度が高いときや、高速連続印刷等を行ったとき等により装置内の温度が上昇する。このような場合、現像装置内の現像剤のトナーが現像装置周囲からの受熱や、攪拌による摩擦熱により軟化または溶融して固着し、異常画像が発生することがある。
【０００５】
そこで、従来では、一般的に、装置内の温度上昇を防止するために冷却したい箇所の周囲にダクトを配置して冷却ファンにより送風して冷却する空冷方式が採用されていた。
【０００６】
しかしながら、装置の小型化および高集積化に伴い、送風するダクトを配置する十分なスペースの確保が困難であり、それにより必要な冷却性能を得ることも困難になってきている。また、必要な冷却性能を得るために冷却ファンの風量を上げると、トナー飛散の問題があるため空冷方式では限界がある。
【０００７】
そこで、近年では、装置内に冷却液を循環させて冷却したい箇所に、内部に冷却液を通水した受熱部を当接させて熱を奪い、放熱部から装置外部へ熱を放熱して熱交換する液冷方式が提案されている。この液冷方式では、高い冷却性能で局所冷却が可能であるが、経時劣化による腐食および破損により液漏れが発生する可能性がある。液漏れが発生すると冷却性能が低下すると共に、装置内部の作像部および電装回路に冷却液がかかると異常画像やショートによるシステムダウン等の問題が発生する可能性がある。
【０００８】
また、冷却液の循環経路においては、一般的に、ゴム製送液チューブ等が用いられ、冷却液を溜めるためのリザーブタンクには樹脂製が用いられる。このため、水分透過により冷却液が減少する。そこで、予め初期に保証年数の冷却液の減少分および濃度上昇を考慮した十分な液量を入れる必要がある。そのため、この分の液量を入れるためのリザーブタンクが必要になり、冷却装置に用いる冷却液量が多くなる。したがって、経時劣化等の要因で特にリザーブタンク周辺から冷却液が漏れると多量の液漏れが発生する可能性がある。
【０００９】
一方、初期においては、水分透過による冷却液の減少はないので、まずは冷却装置に必要な液量を入れておき、定期的に液量を確認して水分透過による冷却液の減少分を補充する方法もある。しかしながら、この方法では、定期的に冷却液を補充するメンテナンスが必要となって、装置の稼動率の低下を招くことになる。
【００１０】
そして、従来には、冷却装置の循環路の中で冷却液の液量が最も多いリザーブタンクを冷却装置の最下部に配置するようにしたものがある（特許文献１）。このように配置することによって、冷却装置が稼動していないときに、リザーブタンクに近い循環路が破損して冷却液が流れ出したとしても画像形成装置の内部に多量の冷却液がかかる可能性を低くしている。
【００１１】
また、発熱体に冷却水を供給する主タンクと、この主タンクに冷却水を補給する補助タンクとを備えたものがある（特許文献２）。この場合、主タンクの冷却水が水分透過等によって減少して水位が低下すると、補助タンクから自動的に主タンクへ冷却水が補給され、主タンクの液量を常時一定に保つようにしている。このため、水分透過を考慮して、初期に主タンクへこの分の冷却水を余分に入れる必要がなく、主タンクに近い循環路が破損して冷却水が流れ出したとしても主タンクから冷却水が流出する液量を少なくできる。
【００１２】
さらに、液冷媒（冷却冷媒）を貯溜するタンクを備え、このタンクの液冷媒の水面が装置の天地逆転によって変化しても液冷媒が受熱部に供給される位置に流体流出口を設けたものがある（特許文献３）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記特許文献１に記載のものでは、送液ポンプが冷却装置の上部にあるため、非自吸式ポンプでは、何らかの原因で空気が混入すると送液ポンプに冷却液を送り込めないので冷却液を循環することができないという問題がある。また、自吸式ポンプでも何らかの原因で空気が混入して送液ポンプに呼び水が送れないと自力で空気を排出して冷却液を循環することができないという問題がある。
【００１４】
また、特許文献２に記載のものでは、タンクが大型化するとともに、構造としても全体として複雑化している。このため、高コスト化していた。
【００１５】
さらに、特許文献３に記載のものでは、冷却装置の停止時に、流入口の位置が流出口より低位置のとき、タンクの上流側でタンクに近い循環路が破損して冷却液が流れ出すと、タンク内の冷却液が多量に流出する可能性があるという問題がある。なお、大型の装置では、装置が大きく傾くことや天地逆転することはない。このため、この特許文献３に記載の構造はあまり実用的ではない。
【００１６】
本発明は、斯かる事情に鑑み、冷却媒体を循環させない電源ＯＦＦ時または冷却制御待機時において、何らかの異常により冷却媒体の循環路から冷却媒体が流出したとき、その流出量を最小限に抑える冷却装置、及びその冷却装置を搭載した画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の冷却装置は、冷却媒体が循環可能な循環路を備え、この循環路に、前記冷却媒体を循環路内で循環させる送液部と、吸熱作用で被冷却物から熱を受ける受熱部と、この受熱部で吸熱した熱を外部に放出する放熱部と、前記冷却媒体を貯蔵するリザーブタンクとを配置した冷却装置において、リザーブタンクの上流側に開口する挿入口とリザーブタンク内の上流側において開口する流入口とを有する流入管部と、リザーブタンク内の下流側において開口して冷却媒体が流出する流出口とを備え、前記流入管部の流入口の高さは、前記流出口が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置するとともに、前記流入管部の挿入口、およびこの挿入口と前記受熱部との間の循環路配管は前記リザーブタンクの流出口より高いものである。
【００１８】
本発明の冷却装置によれば、流入口の高さを、流出口が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置しているので、流入口からリザーブタンクに流入する際、冷却媒体の媒体面上への落下を回避できる。また、流出口と流入口とがほぼ同一高さ位置に配置され、リザーブタンクの内圧が上がっている状態でリザーブタンクの下流側の循環路配管が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を少なくできる。さらに、流入管部の挿入口、およびこの挿入口と前記受熱部との間の循環路配管は流出口よりも高位であるので、リザーブタンクの上流側の循環路配管が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を防止できる。
【００１９】
前記リザーブタンクは上流壁と下流壁とを有し、前記流出口を構成する流出管は、平面的に見て、リザーブタンクの下流壁の幅方向中央と上流壁の幅方向中央とを結ぶ直線上における下流壁側に設けられ、前記流入口を構成する流入管は、前記直線からずれた位置における上流壁側に設けられているのが好ましい。
【００２０】
冷却媒体がリザーブタンクに流入する際に気泡が発生する場合がある。このため、流出口と流入口との位置関係を前記のように構成することによって、流入口側で生じた気泡が流出口から流出しにくくなる。
【００２１】
前記リザーブタンク内に、冷却媒体の変位する媒体上面を流入口と流出口との間において分割する仕切り部材を配置するようにしてもよい。このような仕切り部材を配置することによって、流入口側で生じた気泡が流出口から流出しにくくなる。
【００２２】
前記流出口は、リザーブタンクの下流壁内面よりもタンク内に位置するのが好ましい。冷却媒体の上面（水位）が流出口の高さ付近まで低下した場合に、流入口側で生じた気泡がリザーブタンクの内壁面を伝わって、流出口から流出しにくくなる。
【００２３】
前記流出口の断面積は、流入口の断面積よりも小さく設定してもよい。このように設定することによって、流入口側で生じた気泡が流出口から流出しにくいものとなる。
【００２４】
リザーブタンクの上流側にリザーブタンクからの冷却媒体の循環路配管への逆流を防止する逆流防止手段を設けたものであってもよい。このように逆流防止手段を設ければ、逆流防止手段よりも上流側で循環路配管が破損した場合に、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を防止できる。
【００２５】
前記流入口及び流出口を備えたリザーブタンクは、前記送液部を除く装置最下部に配置されるのが好ましい。このように設定することによって、リザーブタンクから冷却媒体が流出したとしても、この冷却装置を構成する他の部材にかかることを防止できる。
【００２６】
流出口よりも下流側において、この流出口よりも低位置の循環路配管から漏れた冷却媒体を回収する回収手段と、この回収手段にて回収した冷却媒体を溜める補助タンクとを備えるようにするのが好ましい。
【００２７】
このように設定することによって、流出口よりも低位置の循環路配管から漏れた冷却媒体を回収手段にて回収することができ、しかも、回収手段にて回収した冷却媒体を補助タンクに溜めることができる。
【００２８】
本発明の画像形成装置は、前記冷却装置を搭載したものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の冷却装置では、流入口からリザーブタンクに流入する際、冷却媒体の媒体面上への落下を回避できるので、冷却装置として静音化を図ることができ、しかも、リザーブタンクで発生する気泡の減少を図ることができる。このように気泡の発生を抑えることができ、循環路内の冷却媒体を安定して循環させることができて、効率のよい冷却が可能となる。
【００３０】
また、リザーブタンクの下流側の循環路配管やリザーブタンクの上流側の循環路配管が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を防止でき、他の機器の不良化を防止できる。すなわち、冷却媒体を循環させない電源ＯＦＦ時または冷却制御待機時において、何らかの異常により冷却媒体の循環路から冷却媒体が流出したとき、その流出量を最小限に抑えることができる。
【００３１】
流入口を直線（リザーブタンクの下流壁の幅方向中央と上流壁の幅方向中央とを結ぶ直線）よりもずれた位置に配置したもの、仕切り部材を配置したもの、流出口は、リザーブタンクの下流壁内面よりもタンク内に位置するもの、流出口の断面積が、流入口の断面積よりも小さく設定したもの等は、流入口側で発生した気泡が、流出口から流出しにくいものとなって、循環路内の冷却媒体を安定して循環させることができて、効率のよい冷却が可能となる。
【００３２】
リザーブタンクは、前記送液部を除く装置最下部に配置されたものでは、冷却媒体が冷却装置を構成する他の部材にかかることを防止でき、装置の不良化（冷媒漏れによる被害）を防止できる。
【００３３】
回収手段と補助タンクとを備えたものでは、安定して冷媒漏れによる被害を防止できる。
【００３４】
本発明の画像形成装置では、冷却装置の循環路が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を抑えることができ、液漏れ（冷却媒体漏れ）による被害を抑えことが可能な装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の冷却装置の構成図である。
【図２】前記冷却装置を用いた画像形成装置の全体構成図である。
【図３】前記冷却装置に用いられるリザーブタンクを示し、（ａ）は第１のリザーブタンクの簡略図であり、（ｂ）は第２のリザーブタンクの簡略図であり、（ｃ）は第３のリザーブタンクの簡略図である。
【図４】前記冷却装置に用いられるリザーブタンクを示し、（ａ）は第４のリザーブタンクの簡略図であり、（ｂ）は第５のリザーブタンクの簡略図であり、（ｃ）は第６のリザーブタンクの簡略図である。
【図５】前記冷却装置に用いられるリザーブタンクを示し、（ａ）は第７のリザーブタンクの簡略図であり、（ｂ）は第８のリザーブタンクの簡略図であり、（ｃ）は第９のリザーブタンクの簡略図である。
【図６】前記冷却装置に用いられる第１０のリザーブタンクを示し、（ａ）は簡略側面図であり、（ｂ）は簡略断面平面図である。
【図７】前記冷却装置に用いられる第１１のリザーブタンクを示し、（ａ）は簡略正面図であり、（ｂ）は簡略断面平面図である。
【図８】前記冷却装置に用いられる第１１のリザーブタンクの簡略断面平面図である。
【図９】前記冷却装置に用いられる第１２のリザーブタンクを示し、（ａ）は簡略正面図であり、（ｂ）は簡略断面平面図である。
【図１０】流入口と流出口との断面形状を示し、（ａ）は第１の関係を示す断面図であり、（ｂ）は第２の関係を示す断面図であり、（ｃ）は第３の関係を示す断面図であり、（ｄ）は第４の関係を示す断面図である。
【図１１】逆流防止手段を備えた冷却装置の簡略図である。
【図１２】前記逆流防止手段を示し、（ａ）はポンプ駆動時の簡略断面図であり、（ｂ）は逆流時の簡略断面図である。
【図１３】回収手段と補助タンクとを備えた冷却装置の簡略図である。
【図１４】リザーブタンクを示し、（ａ）は第１変形例の簡略図であり、（ｂ）は第２変形例の簡略図であり、（ｃ）は第３変形例の簡略図であり、（ｄ）は第４変形例の簡略図である。
【図１５】リザーブタンクを示し、（ａ）は第５変形例の簡略図であり、（ｂ）は第６変形例の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００３７】
図１は、本実施形態に係る冷却装置の簡略構成図であり、図２はこの冷却装置を用いた画像形成装置を示している。この画像形成装置は、タンデム型中間転写ベルト方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラー複写装置である。
【００３８】
すなわち、画像形成装置は、複数のローラによって中間転写媒体としての中間転写ベルト６１を展張し、中間転写ベルト６１はこれらのローラにより回転するように構成すると共に、中間転写ベルト６１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【００３９】
中間転写ベルト６１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト６１の上方であってローラ６２とローラ６３との間には、中間転写ベルト６１の回転方向の上流側から順に画像形成用のプロセス手段として、第１画像ステーション６４Ｙ、第２画像ステーション６４Ｃ、第３画像ステーション６４Ｍ、及び第４画像ステーション６４Ｂｋが配置されている。例えば第１画像ステーション６４Ｙは、ドラム状の感光体７１Ｙの周囲に帯電手段７０Ｙ、光書き込み手段７２Ｙ、現像装置７３Ｙ、クリーニング手段７４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト６１を挟んで感光体７１の対向位置に中間転写ベルト６１への転写手段としての１次転写ローラ７５Ｙが設けられており、他の３つの画像ステーションも同一構成となっている。そしてそれら４つの画像ステーションが互いに所定のピッチ間隔となるように左右並列に配置されている。
【００４０】
また、本実施形態では光書き込み手段７２をＬＥＤを光源とする光学系としている。しかしながら、半導体レーザーを光源とするレーザー光学系で構成することもでき、感光体７１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【００４１】
中間転写ベルト６１の下方には、シート状部材である用紙Ｐの用紙収納部７６、給紙コロ７７、レジストローラ対７８、２次転写ローラ６６、クリーニング手段６９、熱定着手段９０及び排紙収容部８１などが配置されている。２次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１を張架するローラ６５に中間転写ベルト６１を介して対向するように設けられた中間転写ベルト６１から用紙Ｐへの転写手段である。クリーニング手段６９は、中間転写ベルト６１の裏面に接するローラ６８の対向位置に中間転写ベルト６１のおもて面に接するように設けられている。
【００４２】
また、用紙収納部７６から排紙収容部８１へ至る用紙搬送路７９が延びている。両面画像形成時に裏面の画像形成を行わせるため、熱定着手段９０を一度通過した用紙Ｐを反転させ、再度、レジストローラ対７８へ搬送する両面画像形成用の用紙搬送路８０も備えている。
【００４３】
画像の形成プロセスは、第１画像ステーション６４Ｙに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電手段７０Ｙにより一様に帯電された感光体７１Ｙ上に光書き込み手段７２Ｙにより露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置７３Ｙによりトナー像として可視像化する。そのトナー像は１次転写ローラ７５Ｙにより感光体７１Ｙ上から中間転写ベルト６１に転写される。転写後の感光体７１Ｙの表面はクリーニング手段７４によりクリーニングされる。他の画像ステーション６４も第１画像ステーション６４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【００４４】
画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋにおける各現像装置７３は、それぞれ異なる４色のトナーによる可視像化機能を有しており、各画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋでイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを分担すれば、フルカラー画像を形成することができる。よって、中間転写ベルト６１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト６１を挟むようにして各感光体７１とそれぞれ対向して設けられた１次転写ローラ７５により与えられる転写バイアスによって、それぞれ１色ずつトナー像を中間転写ベルト６１上に重ね転写されるようにすれば、上記同一画像形成領域が各画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋを１回通過した時点で、この同一画像領域に、重ね転写によってフルカラートナー画像を得ることができる。
【００４５】
そして、中間転写ベルト６１上に形成されてフルカラートナー画像は、用紙Ｐに転写される。転写後の中間転写ベルト６１はクリーニング手段６９によりクリーニングされる。用紙Ｐへの転写は転写時においてローラ６５上で中間転写ベルト６１を介して２次転写ローラ６６に転写バイアスを印加し、２次転写ローラ６６と中間転写ベルト６１とのニップ部に用紙Ｐを通過させることにより行なわれる。用紙Ｐへの転写後、用紙Ｐ上に担持されたフルカラートナー像を熱定着手段９０で定着することにより、用紙Ｐ上にフルカラーの最終画像が形成され、排紙収容部８１に積載される。
【００４６】
そして、この画像形成装置では、図１に示すように、被冷却物２０としての現像装置７３を冷却するための冷却装置１００が配設されている。この冷却装置１００は、冷却媒体（冷却液１）が循環可能な循環路６を備えたものである。この循環路６に、冷却媒体を循環路６内で循環させる送液部２としての送液ポンプ２Ａと、吸熱作用で被冷却物から熱を受ける受熱部５と、この受熱部５で吸熱した熱を外部に放出する放熱部３（ラジエータ３Ａからなる）と、前記冷却媒体を貯蔵するリザーブタンク１０とを配置したものである。なお、ラジエータ３Ａには冷却ファン４が付設されている。
【００４７】
リザーブタンク１０は、冷却液１が流れ込む流入管１１、流れ出る流出管１２、冷却液１を注入および補給するための開口部を塞ぐキャップ部１５が基本構成である。また、冷却液１として、凍結やカビの発生を防止するためにプロピレングリコールまたはエチレングリコールを純水で希釈した液が用いられ、更に腐食を防止する等のために添加剤が少量加えられている。なお、循環路６は、リザーブタンク１０と受熱部５とを連結する配管６ａと、受熱部５と放熱部３とを連結する配管６ｂと、放熱部３と送液部２とを連結する配管６ｃと、送液部２とリザーブタンク１０とを連結する配管６ｄとを備える。
【００４８】
送液ポンプ２Ａとしては、自吸式ポンプであっても、非自吸式ポンプであってもよい。一般的に、自吸式ポンプはポンプの吸込口付近に逆止弁等が取り付けられていて、さらに空気分離室を備え、ポンプ本体に呼び水するだけで揚水するように作られたポンプである。非自吸式ポンプは吸込逆止弁や空気分離室が無く、自吸能力がないものである。このため、押込運転（ポンプに水が流れ込む）以外は吸込管の先にフートバルブを取り付け、吸い込み管全部に呼び水をする必要がある。
【００４９】
この冷却装置１００は、冷却媒体としての冷却液１がポンプ２Ａにより送り出され循環路６内を循環する。送液ポンプ２Ａから送り出された冷却液１はラジエータ３Ａ内を流れるときに冷却ファン４からの送風により液温が下げられ、奪われた熱は冷却ファン４により装置外部へ放熱される。液温が下げられた冷却液１は受熱部５に給水口５ａから供給され、排水口５ｂから排出される。このとき受熱部５の内部を液温が低い冷却液１が通水することで受熱部５は冷却される。
【００５０】
ここで、冷却したい被冷却物２０（この場合現像装置７３）を受熱部５に当接させて、被冷却物２０の熱を受熱部５に伝熱することで被冷却物２０の温度を下げる。被冷却物２０から熱を奪った受熱部５は内部を通水する冷却液１に伝熱し、冷却液１の液温が上昇する。冷却液１は循環路６の配管６ａ内を流れ、流入管１１からリザーブタンク１０へ流れ込む。冷却液１はリザーブタンク１０の流出管１２を流れ出た後に再びポンプ２Ａへ流れ込む。この循環サイクルを繰り返して熱交換を行う。
【００５１】
ところで、冷却液１は経時で循環路６およびリザーブタンク１０等から水分透過により減少するため、リザーブタンク１０を含む冷却装置１００には、予め初期に保証年数経過後の冷却液１の減少および濃度上昇を考慮した十分な液量を入れる必要がある。なお、ポンプ２Ａのパワーやラジエータ３Ａの大きさなどは、熱設計条件(ジャケット５が冷却すべき熱量と温度の条件)によって決定される流量、圧力、冷却効率などを元に選定される。
【００５２】
次に、図１４を用いて保証年数経過後の冷却液１の減少および濃度上昇を考慮した初期に必要な液量およびリザーブタンク１０の流出口１４の位置について説明する。流入管１１のリザーブタンク側の開口部を流入口１３と呼び、流入管１１の反リザーブタンク側の開口部を挿入口１７と呼び、流出管１２のリザーブタンク側の開口部を流出口１４と呼ぶ。また、流入管１１は、リザーブタンク１０の上流壁１０ａに付設され、流出管１２はリザーブタンク１０の下流壁１０ｂに付設されている。
【００５３】
図１４（ａ）に示すように、流入口１３と流出口１４とが同一高さである場合、初期に注入した冷却液１の液量をＨ０としたときに、冷却液１が経時で徐々に減少した場合、保証年数経過後において冷却液１が循環できるためには、少なくとも流出口１４の位置の液量がＨ２でなければならない。すなわち、このＨ２より低ければ、リザーブタンク１０から冷却液１が流れ出ないため、冷却液１が循環できなくなる。詳細に言えば液量Ｈ２は流出口１４の下側の水位でも流れ出るが流出管１２に気泡が混入する可能性があるため、液量は流出口１４が浸漬する液量Ｈ２以上であることが望ましい。
【００５４】
また、保証年数経過後に冷却液１の液量がＨ２あったとしても、冷却液１は主に純水のみが水分透過して減少するため、プロピレングリコールまたはエチレングリコール濃度が上昇して冷却液１の粘度が上昇する。このときに、送液ポンプ２Ａは冷却液１を循環させる性能が必要である。性能が不足しているとき、保証年数経過後に送液ポンプ２Ａで冷却液１が循環できるように、プロピレングリコールまたはエチレングリコール濃度を抑えるために、初期の液量Ｈ０を多く注入する必要がある。
【００５５】
このため、この条件を満たす初期の液量Ｈ０を注入して、保証年数経過後に、Ｖ３だけ減少して液量Ｈ２となったときに、この水位より低い位置に流出口１４があればよい。ただし、リザーブタンク１０の下流側の循環路６で破損が起こったときに、リザーブタンク１０からの流出量を最小にするために流出口１４は上記条件を満たす最も高い位置にあることが望ましい。
【００５６】
次に、リザーブタンク１０の流入口１３および流出口１４の位置により、リザーブタンク１０の上流側または下流側で循環路６が破損等によりそこから冷却液１が漏れたときについての差を説明する。
【００５７】
前述した通り、初期の液量と流出口１４の位置は決定される。リザーブタンク１０の下流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、リザーブタンク１０内の冷却液１は最大Ｖ２の液量が流出する。ただし、循環路６の内圧や表面張力の関係で破損が１箇所のとき、流出しない可能性もある。しかしながら、キャップ部１５が密閉されていないときは、Ｖ２の液量が流出する。
【００５８】
ここで、送液ポンプ２Ａに自吸式ポンプを用いたとしても、何らかの原因で空気が混入したとき、送液ポンプ２Ａに呼び水を送れないと自力で空気を排出して冷却液１を循環することができない。このため、送液ポンプ２Ａをリザーブタンク１０の下流側で且つ下側に配置することが望ましい。しかしながら、リザーブタンク１０から送液ポンプ２Ａまでの間で液漏れが発生したとき、リザーブタンク１０からの流出量が多くなる可能性がある。したがって、リザーブタンク１０と送液ポンプ間の距離はできるだけ短く、破損し難い循環路６の構造とすることが望ましい。
【００５９】
ところで、リザーブタンク１０の上流側で循環路６が破損等によって、液漏れが発生したときの状況を考える。この状況において、図１４（ｂ）では、流入口１３と流出口１４とが同じ高さ位置である場合を示し、図１４（ｃ）では、流入口１３が流出口１４よりも低位置である場合を示し、図１４（ｄ）では、流入口１３が流出口１４よりも高位置である場合を示している。
【００６０】
図１４（ｂ）では、リザーブタンク１０から初期に最大Ｖ１の液量の冷却液１が流出する可能性がある。保証年数経過後では液量が流入口１３とほぼ同一水位であるからほとんど流出はない。また、このときまで、流入口１３は水位より低い位置であるから、流入時に冷却液１は液面に落下することはない。このため、液面への冷却液落下による落下音や気泡の混入を防止できる。
【００６１】
図１４（ｃ）では、リザーブタンク１０から初期に図１４（ｂ）より多い最大Ｖ１の液量の冷却液１が流出する可能性がある。保証年数経過後であっても、冷却液１の水位は流入口１３より高いので、冷却液１が流出する可能性がある。ただし、図１４（ｂ）と同様に流入口１３は水位より低い位置であるから、流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる。
【００６２】
図１４（ｄ）では、リザーブタンク１０から初期に図１４（ｂ）より少ない最大Ｖ１の液量の冷却液１が流出する可能性がある。保証年数経過前に冷却液１の水位は流入口１３の高さになる。このときを過ぎると冷却液１はリザーブタンク１０から流出することはない。ただし、流出口１４から液面に冷却液１が落下することになるので、落下音や気泡の混入が発生する可能性がある。
【００６３】
次に、リザーブタンク１０への流入管１１の挿入口の高さ位置が同じであって、流入口１３の高さ位置による差について考察する。図１５（ａ）は、流入口１３の高さ位置が流出口１４の高さ位置よりも低い場合を示し、図１５（ｂ）は、流入口１３の高さ位置と流出口１４の高さ位置とが同じ場合を示している。流入管１１が前記図１４では水平管部１１ａのみで構成されていたが、この図１５においては、水平管部１１ａと、これに連通される鉛直管部１１ｂとからなる。
【００６４】
流入口１３が図１５（ａ）（ｂ）に示す位置にあるとき、保証年数経過して冷却液１の液量が流出口１４の位置まで減少しても、流入口１３は液中にあるため、流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる。循環路６の内圧が外圧と同等以下において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、冷却液１は最大で流入管１１のリザーブタンク１０への挿入位置より上側にある液量が流出する可能性がある。
【００６５】
しかし、冷却液１の液温の上昇等により循環路６の内圧が高い状態において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、液量が流入管１１のリザーブタンク１０への挿入位置より下側にあっても、内圧により冷却液１が押し出され流出する可能性がある。このとき流入口１３が液面より低い位置にあると冷却液１が流出する可能性があるので、流入口１３はできる限り高い位置にある方が液漏れ量を少なくすることができる可能性がある。
【００６６】
このように、保証年数経過して冷却液１の液量が流出口１４の位置まで減少したときの液面は流出口１４の水位である液面Ｈ２より高い位置にある必要がある。このときに、流入管１１の流入口１３はこの水位より低い位置にあることで流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる。また、冷却液１の液温の上昇等により循環路６の内圧が高い状態において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、内圧により冷却液１が押し出され流出する可能性を最小限にするため、液面Ｈ２に近い方がよい。冷却装置１００の設置の傾きや冷却液１の減少傾向の誤差等を考慮して、流入口１３の位置は液面Ｈ２より僅かに低い位置が好ましい。
【００６７】
また、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口の位置は流出口１４より高い位置にあることが好ましい。従って、流入管１１の形状としては、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように配置するのが好ましい。この場合、図３（ａ）（ｂ）では、流入管１１は、水平管部１１ａと鉛直管部１１ｂとからなる。図３（ａ）では、鉛直管部１１ｂが短く設定されて、水平管部１１ａの高さ位置が冷却液１の初期状態の液面よりも下位に設定される。図３（ｂ）では、鉛直管部１１ｂが長く設定され、水平管部１１ａがリザーブタンク１０の上壁１０ｃよりも上方に突出している。また、図３（ｃ）では、水平管部１１ａと鉛直管部１１ｂとの間に折曲管部１１ｃが設けられている。このため、この図３（ｃ）では、鉛直管部１１ｂの上部が冷却液１の初期状態の液面よりも上位に位置し、水平管部１１ａが冷却液１の初期状態の液面よりも下位に位置する。
【００６８】
ところで、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口が図４（ａ）に示す位置にあるとき、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、リザーブタンク１０から初期に最大で挿入口の液面Ｈ１から初期の液面Ｈ０までの液量の冷却液１が流出する可能性がある。ただし、循環路６の内圧が外圧と同等以下のときである。流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口が図４（ｂ）に示す位置にあるとき、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口が初期の液面Ｈ０より高い位置にあるので、リザーブタンク１０から冷却液１は流れ出さない。
【００６９】
次に図５は、流入管１１の鉛直管部１１ｂをリザーブタンク１０の内壁（上流壁１０ａ）に沿うように配置されており、流路の少なくとも一面をリザーブタンク１０の内壁と共有している。このような構造にすることで、リザーブタンク１０のコストを下げることができる。また、透過性の容器を用いると冷却液１がリザーブタンク１０の壁面に沿って流れるため、冷却液１の流れを確認し易くする効果もある。
【００７０】
以上のことより、図３から図５に示すように、流入管１１の流入口１３は保証年数経過後の水位より低い位置にあることで流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる、且つ、冷却液１の液温の上昇等により循環路６の内圧が高い状態において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、内圧により冷却液１が押し出され流出する可能性を最小限にするため、液面Ｈ２に近い流出口１４より略低位に位置し、更に、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口およびリザーブタンク１０の上流側の配管６ａが流出口１４より高いことにより、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、流出量を少なくすることができる。
【００７１】
図２に示すような画像形成装置においては、現像装置７３内の現像剤が現像装置７３の周囲からの受熱および攪拌による摩擦熱により昇温した熱を現像装置７３に当接したジャケット５により熱を吸収し、この熱をジャケット５内部の冷却液１へ伝達する。熱が伝達され高温となった冷却液１は、この後、ジャケット５から排出され、冷却液１はタンク１０、ポンプ２Ａを経て、冷却ファン４を装着したラジエータ３Ａに送られ、そこで熱が画像形成装置外に排熱される。ラジエータ３Ａで熱が除去され室温近くにまで下げられた冷却液１は、その後、再びジャケット５へと送られる。このような冷却液１による高い冷却性能の排熱サイクルによって、昇温した現像剤が効率良く冷やされる。従って、現像装置７３内の現像剤の温度上昇を抑えられるため、現像剤の溶融および固着による異常画像を回避することができる。
【００７２】
ところで、前記各実施形態においては、流入口１３を構成するための流入管１１と、流出口１４を構成するための流出管１２とは、平面的に見て、リザーブタンク１０の下流壁１０ｂの幅方向中央と上流壁１０ａの幅方向中央とを結ぶ直線Ｌ（図６（ｂ）参照）上における下流壁側に設けられている。また、流入口１３は下方に向かって開口し、流出口１４は水平方向に沿ってリザーブタンク１０内部に向かって開口している。
【００７３】
これに対して、図６では、流入口１３を構成するための流入管１１は、前記直線Ｌからずれた位置に配設される。また、流出口１４は、下流壁１０ｂの上下方向高さの中間部に配置される。
【００７４】
ところで、大型の画像形成装置２００に本発明の冷却装置１００を適用した場合、冷却装置１００のリザーブタンク１０が水平方向に大きく傾く可能性はないが、設置等の状況により僅かに傾くことは考えられる。このとき、下流側と上流斜側とで冷却液１の水面高さが異なることになる。このため、図６のように流出口１４を水平方向の中央に配置することにより装置の傾きがあっても常に流出口１４は同じ高さにすることができる。
【００７５】
また、リザーブタンク１０に流れ込む冷却液１に例えばラジエータ３Ａ内部に滞留していた気泡が流れ込んだとき、流入口１３から流入する気泡はその流れにのって流出口１４側へ流れる。経時で冷却液１の液量が減少して液面が流出口１４の高さに近くなり、気泡が液面を流れると、気泡が流出口１４に吸い込まれ易くなる。このとき、流入口１３と流出口１４を対向しない異なる位置に配置することにより、リザーブタンク１０に流れ込んだ気泡を流出口１４から送液ポンプ２Ａへ送り込み難いようにすることができる。
【００７６】
次に、図７に示すリザーブタンク１０においては、内部に平板矩形状の仕切り部材１６が配置されている。この仕切り部材１６は、冷却媒体の変位する媒体上面を流入口１３と流出口１４との間において分割するものである。この場合、仕切り部材１６は、図７（ａ）に示すように、上壁１０ｃとの間、及び下壁（底壁）１０ｄとの間に隙間Ｃ１、Ｃ２が形成され、図７（ｂ）に示すように、側壁１０ｅ、１０ｆに密着している。
【００７７】
このような仕切り部材１６を設ける場合、図８に示すように、仕切り部材１６と側壁１０ｅ、１０ｆとの間に隙間Ｃ３、Ｃ４が設けられるものであってもよい。この場合、仕切り部材１６を上壁１０ｃ及び／又は下壁１０ｄに密着させることになる。
【００７８】
リザーブタンク１０に流れ込む冷却液１に例えばラジエータ３Ａ内部に滞留していた気泡が流れ込んだとき、流入口１３から流入する気泡はその流れにのって流出口１４側へ流れる。経時で冷却液１の液量が減少して液面が流出口１４の高さに近くなり、気泡が液面を流れると、気泡が流出口１４に吸い込まれ易くなる。このとき、流出口１４の高さ付近に仕切り部材１６を設けると、液面を浮揚する気泡が流出口１４側へ流れ込まなくすることができ、リザーブタンク１０に流れ込んだ気泡を流出口１４から送液ポンプ２Ａへ送り込み難いようにすることができる。
【００７９】
図９に示すリザーブタンク１０では、流出口１４をリザーブタンク１０の下流壁１０ｂの内面よりもタンク内に突出させている。このようなリザーブタンク１０でも流入口１３から流入する気泡が流出口１４側へ流れていくが、表面張力の関係等によって、リザーブタンク１０の内面（内壁）に沿って流れる場合がある。このような場合、図９に示すように、流出口１４をタンク内に突出させた場合、気泡が内面（内壁）に沿って下流壁１０ｂ側に流れてきたとしても、気泡はこの流出口１４から流出しない。
【００８０】
次に図１０に流入口１３と流出口１４との形状を示し、図１０（ａ）では、流入口１３を構成する流入管１１と、流出口１４を構成する流出管１２とを、外径寸法及び肉厚を同一として、流入口１３の開口面積（断面積）と流出口１４の開口面積（断面積）とを同一としている。
【００８１】
図１０（ｂ）では、流入口１３を構成する流入管１１と、流出口１４を構成する流出管１２とを、外径寸法を同一とするとともに肉厚を相違させ、流出口１４の開口面積（断面積）を流入口１３の開口面積（断面積）よりも小さくしている。
【００８２】
図１０（ｃ）（ｄ）では、流入口１３を構成する流入管１１と、流出口１４を構成する流出管１２とを、外径寸法及び肉厚を同一とするとともに、流出口１４に、開口面積（断面積）を小とする面積減少部材２５を配置している。図１０（ｃ）の面積減少部材２５は、流出口１４の内径面に、周方向に沿って所定ピッチで配設される突起部２６からなる。また、図１０（ｄ）の面積減少部材２５は、クロスする一対の棒状体２７にて構成される。
【００８３】
図１０（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、流出口１４の開口面積を小さくすることによって、大きな気泡のこの流出口１４からの流出を防止することができる。なお、図（ｃ）（ｄ）に示すように、面積減少部材２５を設ける場合、面積減少部材２５として、流出口１４の断面積を減少させればよいので、図例のものに限らない。
【００８４】
次に、図１１では、リザーブタンク１０の上流側にリザーブタンク１０からの冷却液１の循環路配管（配管６ａ）への逆流を防止する逆流防止手段３０を設けている。逆流防止手段３０は、図１２に示すように、逆流防止弁４０からなる。
【００８５】
この場合の逆流防止弁４０は、ボール収納室３３と、このボール収納室３３に収容されるボール３１とを備える。また、このボール収納室３３の下流側開口部３３ｂには、ボール押さえ部（ストッパ部材）３２が付設されている。このボール押さえ部３２には、冷却液１の流通を許容する多数の孔部が設けられている。
【００８６】
このため、ポンプ駆動時（冷却液循環状態）では、冷却液１が図１２（ａ）の矢印のように上流側から下流側へ流れる。この際、ボール３１がボール押さえ部に当接乃至接触した際に、矢印方向の移動が規制される。これによって、ボール３１と下流側開口部３３ｂとの間に隙間が形成され、ボール３１によって下流側開口部３３ｂが塞がれることがない。このようにボール３１によって開口部３３ｂが塞がれない状態では、ボール押さえ部３２には多数の孔部が設けられているので、このボール押さえ部３２を介して、冷却液１が図１２（ａ）の矢印のように上流側から下流側へ流れる。このため、逆流防止弁４０は循環路６内に配置されていても、循環路６における冷却液１の循環が妨げられることがない。
【００８７】
これに対して、図１１に示すＸで示すＲ１の位置で循環路６が破損した場合、リザーブタンク１０における流入管１１よりも高位の冷却液１が、低位置の破損部位Ｒ１へリザーブタンク１０から流出しようとする。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、冷却液１が矢印ように下流側から上流側へ流れることになる。この流れによって、ボール３１が上流側へ押圧され、このボール３１によって上流側開口部３３ａが塞がれることになる。このように上流側開口部３３ａが塞がれれば、このボール収納室３３よりも上流側へは冷却液１が流出せず、破損部位Ｒ１からの冷却液１の流出量（漏れ量）を少なく抑えることができる。
【００８８】
ところで、送液ポンプ２Ａには自吸式ポンプを用いたときでも冷却液１を循環させるために呼び水をする必要があるので、リザーブタンク１０より下方に配置することが望ましい。しかし、何らかの原因でリザーブタンク１０自らの破損およびその周囲の破損が発生すると、冷却装置１００の循環路６で最も液量が多いところから冷却液１が流出することになる。このときの冷却したい装置例えば、図２に示す画像形成装置に冷却液１が多量にかかると損害が大きく、復帰することが困難になる。そこで、リザーブタンク１０を下方に配置することによりその損害を最小限にすることができる。
【００８９】
図１に示す冷却装置１００では、送液ポンプ２Ａがリザーブタンク１０の下方に配置されている。このため、リザーブタンク１０から送液ポンプ２Ａの間の配管６ｄで破損が発生したとき、リザーブタンク１０から冷却液１が多量に送液ポンプ２Ａ側へ流れ出す可能性がある。
【００９０】
そこで、図１３に示すように、送液ポンプ２Ａの下方側に、配管６ｄ等で液漏れが発生したときに、冷却液１を回収する冷却液回収手段５１を設けるようにしている。この冷却液回収手段５１は、送液ポンプ２Ａの下方、つまりリザーブタンク１０の一部の下方位置から配管６ｃの下方位置をカバーするような受け皿部材５２からなる。また、受け皿部材５２の下方位置には、この受け皿部材５２にて受けられた冷却液１を一時的に外部に流出しないように貯蔵する補助タンク５０を設けている。これらによって、送液ポンプ２Ａ周辺の液漏れの損害を最小限にする。
【００９１】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。前記実施例では、被冷却物２０として、前記実施形態では現像装置７３であったが、書き込み手段７２や定着手段９０等の他の部材であってもよい。また、冷却媒体としては空気などの気体である媒体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１ 冷却媒体（冷却液）
２ 送液部
３ 放熱部
５ 受熱部
６ 循環路
１０ リザーブタンク
１０ａ 上流壁
１０ｂ 下流壁
１１ 流入管
１２ 流出管
１３ 流入口
１４ 流出口
１６ 仕切り部材
２０ 被冷却物
３０ 逆流防止手段
５０ 補助タンク
５１ 冷却液回収手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２００８−１８０８３１号公報
【特許文献２】特開平２−２０９６８５号公報
【特許文献３】特許第３６３６１１８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液を循環させて吸熱作用により発熱体を冷却する装置、及びその冷却装置を書き込み部や現像部等の発熱箇所に配設して局所冷却を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やレーザプリンタは、感光体上に静電潜像を形成してから用紙にトナー像を定着する画像作像工程を行う。このため、画像形成装置を制御するための各種電装回路および電源装置、感光体を帯電させるために用いる高圧電源および帯電装置、感光体上に静電潜像を形成する光書き込み装置、現像剤を撹拌して感光体上の静電潜像を現像する現像装置、及びトナー像を用紙に定着させる定着装置等の数多くの発熱を伴うユニットから形成されている。
【０００３】
近年、画像形成装置は高速印刷化に伴って各ユニットの発熱量が増加している。また、小型化に伴って高集積化されることにより熱が装置外に排熱し難い構造となっている。このため、従来と比較して装置内の温度が上昇する傾向にある。
【０００４】
特に、使用環境温度が高いときや、高速連続印刷等を行ったとき等により装置内の温度が上昇する。このような場合、現像装置内の現像剤のトナーが現像装置周囲からの受熱や、攪拌による摩擦熱により軟化または溶融して固着し、異常画像が発生することがある。
【０００５】
そこで、従来では、一般的に、装置内の温度上昇を防止するために冷却したい箇所の周囲にダクトを配置して冷却ファンにより送風して冷却する空冷方式が採用されていた。
【０００６】
しかしながら、装置の小型化および高集積化に伴い、送風するダクトを配置する十分なスペースの確保が困難であり、それにより必要な冷却性能を得ることも困難になってきている。また、必要な冷却性能を得るために冷却ファンの風量を上げると、トナー飛散の問題があるため空冷方式では限界がある。
【０００７】
そこで、近年では、装置内に冷却液を循環させて冷却したい箇所に、内部に冷却液を通水した受熱部を当接させて熱を奪い、放熱部から装置外部へ熱を放熱して熱交換する液冷方式が提案されている。この液冷方式では、高い冷却性能で局所冷却が可能であるが、経時劣化による腐食および破損により液漏れが発生する可能性がある。液漏れが発生すると冷却性能が低下すると共に、装置内部の作像部および電装回路に冷却液がかかると異常画像やショートによるシステムダウン等の問題が発生する可能性がある。
【０００８】
また、冷却液の循環経路においては、一般的に、ゴム製送液チューブ等が用いられ、冷却液を溜めるためのリザーブタンクには樹脂製が用いられる。このため、水分透過により冷却液が減少する。そこで、予め初期に保証年数の冷却液の減少分および濃度上昇を考慮した十分な液量を入れる必要がある。そのため、この分の液量を入れるためのリザーブタンクが必要になり、冷却装置に用いる冷却液量が多くなる。したがって、経時劣化等の要因で特にリザーブタンク周辺から冷却液が漏れると多量の液漏れが発生する可能性がある。
【０００９】
一方、初期においては、水分透過による冷却液の減少はないので、まずは冷却装置に必要な液量を入れておき、定期的に液量を確認して水分透過による冷却液の減少分を補充する方法もある。しかしながら、この方法では、定期的に冷却液を補充するメンテナンスが必要となって、装置の稼動率の低下を招くことになる。
【００１０】
そして、従来には、冷却装置の循環路の中で冷却液の液量が最も多いリザーブタンクを冷却装置の最下部に配置するようにしたものがある（特許文献１）。このように配置することによって、冷却装置が稼動していないときに、リザーブタンクに近い循環路が破損して冷却液が流れ出したとしても画像形成装置の内部に多量の冷却液がかかる可能性を低くしている。
【００１１】
また、発熱体に冷却水を供給する主タンクと、この主タンクに冷却水を補給する補助タンクとを備えたものがある（特許文献２）。この場合、主タンクの冷却水が水分透過等によって減少して水位が低下すると、補助タンクから自動的に主タンクへ冷却水が補給され、主タンクの液量を常時一定に保つようにしている。このため、水分透過を考慮して、初期に主タンクへこの分の冷却水を余分に入れる必要がなく、主タンクに近い循環路が破損して冷却水が流れ出したとしても主タンクから冷却水が流出する液量を少なくできる。
【００１２】
さらに、液冷媒（冷却冷媒）を貯溜するタンクを備え、このタンクの液冷媒の水面が装置の天地逆転によって変化しても液冷媒が受熱部に供給される位置に流体流出口を設けたものがある（特許文献３）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記特許文献１に記載のものでは、送液ポンプが冷却装置の上部にあるため、非自吸式ポンプでは、何らかの原因で空気が混入すると送液ポンプに冷却液を送り込めないので冷却液を循環することができないという問題がある。また、自吸式ポンプでも何らかの原因で空気が混入して送液ポンプに呼び水が送れないと自力で空気を排出して冷却液を循環することができないという問題がある。
【００１４】
また、特許文献２に記載のものでは、タンクが大型化するとともに、構造としても全体として複雑化している。このため、高コスト化していた。
【００１５】
さらに、特許文献３に記載のものでは、冷却装置の停止時に、流入口の位置が流出口より低位置のとき、タンクの上流側でタンクに近い循環路が破損して冷却液が流れ出すと、タンク内の冷却液が多量に流出する可能性があるという問題がある。なお、大型の装置では、装置が大きく傾くことや天地逆転することはない。このため、この特許文献３に記載の構造はあまり実用的ではない。
【００１６】
本発明は、斯かる事情に鑑み、冷却媒体を循環させない電源ＯＦＦ時または冷却制御待機時において、何らかの異常により冷却媒体の循環路から冷却媒体が流出したとき、その流出量を最小限に抑える冷却装置、及びその冷却装置を搭載した画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の冷却装置は、冷却媒体が循環可能な循環路を備え、この循環路に、前記冷却媒体を循環路内で循環させる送液部と、吸熱作用で被冷却物から熱を受ける受熱部と、この受熱部で吸熱した熱を外部に放出する放熱部と、前記冷却媒体を貯蔵するリザーブタンクとを配置した冷却装置において、リザーブタンクの上流側に開口する挿入口とリザーブタンク内の上流側において開口する流入口とを有する流入管部と、リザーブタンク内の下流側において開口して冷却媒体が流出する流出口とを備え、前記流入管部の流入口の高さは、前記流出口が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置するとともに、前記流入管部の挿入口、およびこの挿入口と前記受熱部との間の循環路配管は前記リザーブタンクの流出口より高いものである。
【００１８】
本発明の冷却装置によれば、流入口の高さを、流出口が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置しているので、流入口からリザーブタンクに流入する際、冷却媒体の媒体面上への落下を回避できる。また、流出口と流入口とがほぼ同一高さ位置に配置され、リザーブタンクの内圧が上がっている状態でリザーブタンクの下流側の循環路配管が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を少なくできる。さらに、流入管部の挿入口、およびこの挿入口と前記受熱部との間の循環路配管は流出口よりも高位であるので、リザーブタンクの上流側の循環路配管が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を防止できる。
【００１９】
前記リザーブタンクは上流壁と下流壁とを有し、前記流出口を構成する流出管は、平面的に見て、リザーブタンクの下流壁の幅方向中央と上流壁の幅方向中央とを結ぶ直線上における下流壁側に設けられ、前記流入口を構成する流入管は、前記直線からずれた位置における上流壁側に設けられているのが好ましい。
【００２０】
冷却媒体がリザーブタンクに流入する際に気泡が発生する場合がある。このため、流出口と流入口との位置関係を前記のように構成することによって、流入口側で生じた気泡が流出口から流出しにくくなる。
【００２１】
前記リザーブタンク内に、冷却媒体の変位する媒体上面を流入口と流出口との間において分割する仕切り部材を配置するようにしてもよい。このような仕切り部材を配置することによって、流入口側で生じた気泡が流出口から流出しにくくなる。
【００２２】
前記流出口は、リザーブタンクの下流壁内面よりもタンク内に位置するのが好ましい。冷却媒体の上面（水位）が流出口の高さ付近まで低下した場合に、流入口側で生じた気泡がリザーブタンクの内壁面を伝わって、流出口から流出しにくくなる。
【００２３】
前記流出口の断面積は、流入口の断面積よりも小さく設定してもよい。このように設定することによって、流入口側で生じた気泡が流出口から流出しにくいものとなる。
【００２４】
リザーブタンクの上流側にリザーブタンクからの冷却媒体の循環路配管への逆流を防止する逆流防止手段を設けたものであってもよい。このように逆流防止手段を設ければ、逆流防止手段よりも上流側で循環路配管が破損した場合に、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を防止できる。
【００２５】
前記流入口及び流出口を備えたリザーブタンクは、前記送液部を除く装置最下部に配置されるのが好ましい。このように設定することによって、リザーブタンクから冷却媒体が流出したとしても、この冷却装置を構成する他の部材にかかることを防止できる。
【００２６】
流出口よりも下流側において、この流出口よりも低位置の循環路配管から漏れた冷却媒体を回収する回収手段と、この回収手段にて回収した冷却媒体を溜める補助タンクとを備えるようにするのが好ましい。
【００２７】
このように設定することによって、流出口よりも低位置の循環路配管から漏れた冷却媒体を回収手段にて回収することができ、しかも、回収手段にて回収した冷却媒体を補助タンクに溜めることができる。
【００２８】
本発明の画像形成装置は、前記冷却装置を搭載したものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の冷却装置では、流入口からリザーブタンクに流入する際、冷却媒体の媒体面上への落下を回避できるので、冷却装置として静音化を図ることができ、しかも、リザーブタンクで発生する気泡の減少を図ることができる。このように気泡の発生を抑えることができ、循環路内の冷却媒体を安定して循環させることができて、効率のよい冷却が可能となる。
【００３０】
また、リザーブタンクの下流側の循環路配管やリザーブタンクの上流側の循環路配管が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を防止でき、他の機器の不良化を防止できる。すなわち、冷却媒体を循環させない電源ＯＦＦ時または冷却制御待機時において、何らかの異常により冷却媒体の循環路から冷却媒体が流出したとき、その流出量を最小限に抑えることができる。
【００３１】
流入口を直線（リザーブタンクの下流壁の幅方向中央と上流壁の幅方向中央とを結ぶ直線）よりもずれた位置に配置したもの、仕切り部材を配置したもの、流出口は、リザーブタンクの下流壁内面よりもタンク内に位置するもの、流出口の断面積が、流入口の断面積よりも小さく設定したもの等は、流入口側で発生した気泡が、流出口から流出しにくいものとなって、循環路内の冷却媒体を安定して循環させることができて、効率のよい冷却が可能となる。
【００３２】
リザーブタンクは、前記送液部を除く装置最下部に配置されたものでは、冷却媒体が冷却装置を構成する他の部材にかかることを防止でき、装置の不良化（冷媒漏れによる被害）を防止できる。
【００３３】
回収手段と補助タンクとを備えたものでは、安定して冷媒漏れによる被害を防止できる。
【００３４】
本発明の画像形成装置では、冷却装置の循環路が破損等しても、リザーブタンクからの冷却媒体の流出を抑えることができ、液漏れ（冷却媒体漏れ）による被害を抑えことが可能な装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の冷却装置の構成図である。
【図２】前記冷却装置を用いた画像形成装置の全体構成図である。
【図３】前記冷却装置に用いられるリザーブタンクを示し、（ａ）は第１のリザーブタンクの簡略図であり、（ｂ）は第２のリザーブタンクの簡略図であり、（ｃ）は第３のリザーブタンクの簡略図である。
【図４】前記冷却装置に用いられるリザーブタンクを示し、（ａ）は第４のリザーブタンクの簡略図であり、（ｂ）は第５のリザーブタンクの簡略図であり、（ｃ）は第６のリザーブタンクの簡略図である。
【図５】前記冷却装置に用いられるリザーブタンクを示し、（ａ）は第７のリザーブタンクの簡略図であり、（ｂ）は第８のリザーブタンクの簡略図であり、（ｃ）は第９のリザーブタンクの簡略図である。
【図６】前記冷却装置に用いられる第１０のリザーブタンクを示し、（ａ）は簡略側面図であり、（ｂ）は簡略断面平面図である。
【図７】前記冷却装置に用いられる第１１のリザーブタンクを示し、（ａ）は簡略正面図であり、（ｂ）は簡略断面平面図である。
【図８】前記冷却装置に用いられる第１１のリザーブタンクの簡略断面平面図である。
【図９】前記冷却装置に用いられる第１２のリザーブタンクを示し、（ａ）は簡略正面図であり、（ｂ）は簡略断面平面図である。
【図１０】流入口と流出口との断面形状を示し、（ａ）は第１の関係を示す断面図であり、（ｂ）は第２の関係を示す断面図であり、（ｃ）は第３の関係を示す断面図であり、（ｄ）は第４の関係を示す断面図である。
【図１１】逆流防止手段を備えた冷却装置の簡略図である。
【図１２】前記逆流防止手段を示し、（ａ）はポンプ駆動時の簡略断面図であり、（ｂ）は逆流時の簡略断面図である。
【図１３】回収手段と補助タンクとを備えた冷却装置の簡略図である。
【図１４】リザーブタンクを示し、（ａ）は第１変形例の簡略図であり、（ｂ）は第２変形例の簡略図であり、（ｃ）は第３変形例の簡略図であり、（ｄ）は第４変形例の簡略図である。
【図１５】リザーブタンクを示し、（ａ）は第５変形例の簡略図であり、（ｂ）は第６変形例の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００３７】
図１は、本実施形態に係る冷却装置の簡略構成図であり、図２はこの冷却装置を用いた画像形成装置を示している。この画像形成装置は、タンデム型中間転写ベルト方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラー複写装置である。
【００３８】
すなわち、画像形成装置は、複数のローラによって中間転写媒体としての中間転写ベルト６１を展張し、中間転写ベルト６１はこれらのローラにより回転するように構成すると共に、中間転写ベルト６１のまわりに画像形成用のプロセス手段を配置している。
【００３９】
中間転写ベルト６１の回転方向を図中矢印ａとするとき、中間転写ベルト６１の上方であってローラ６２とローラ６３との間には、中間転写ベルト６１の回転方向の上流側から順に画像形成用のプロセス手段として、第１画像ステーション６４Ｙ、第２画像ステーション６４Ｃ、第３画像ステーション６４Ｍ、及び第４画像ステーション６４Ｂｋが配置されている。例えば第１画像ステーション６４Ｙは、ドラム状の感光体７１Ｙの周囲に帯電手段７０Ｙ、光書き込み手段７２Ｙ、現像装置７３Ｙ、クリーニング手段７４Ｙが配置され、さらに中間転写ベルト６１を挟んで感光体７１の対向位置に中間転写ベルト６１への転写手段としての１次転写ローラ７５Ｙが設けられており、他の３つの画像ステーションも同一構成となっている。そしてそれら４つの画像ステーションが互いに所定のピッチ間隔となるように左右並列に配置されている。
【００４０】
また、本実施形態では光書き込み手段７２をＬＥＤを光源とする光学系としている。しかしながら、半導体レーザーを光源とするレーザー光学系で構成することもでき、感光体７１に対して画像情報に応じた露光を行う。
【００４１】
中間転写ベルト６１の下方には、シート状部材である用紙Ｐの用紙収納部７６、給紙コロ７７、レジストローラ対７８、２次転写ローラ６６、クリーニング手段６９、熱定着手段９０及び排紙収容部８１などが配置されている。２次転写ローラ６６は、中間転写ベルト６１を張架するローラ６５に中間転写ベルト６１を介して対向するように設けられた中間転写ベルト６１から用紙Ｐへの転写手段である。クリーニング手段６９は、中間転写ベルト６１の裏面に接するローラ６８の対向位置に中間転写ベルト６１のおもて面に接するように設けられている。
【００４２】
また、用紙収納部７６から排紙収容部８１へ至る用紙搬送路７９が延びている。両面画像形成時に裏面の画像形成を行わせるため、熱定着手段９０を一度通過した用紙Ｐを反転させ、再度、レジストローラ対７８へ搬送する両面画像形成用の用紙搬送路８０も備えている。
【００４３】
画像の形成プロセスは、第１画像ステーション６４Ｙに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電手段７０Ｙにより一様に帯電された感光体７１Ｙ上に光書き込み手段７２Ｙにより露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置７３Ｙによりトナー像として可視像化する。そのトナー像は１次転写ローラ７５Ｙにより感光体７１Ｙ上から中間転写ベルト６１に転写される。転写後の感光体７１Ｙの表面はクリーニング手段７４によりクリーニングされる。他の画像ステーション６４も第１画像ステーション６４Ｙと同構成であり、同様の画像形成プロセスが行われる。
【００４４】
画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋにおける各現像装置７３は、それぞれ異なる４色のトナーによる可視像化機能を有しており、各画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋでイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックを分担すれば、フルカラー画像を形成することができる。よって、中間転写ベルト６１の同一画像形成領域が４つの画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋを順次通過する間に、中間転写ベルト６１を挟むようにして各感光体７１とそれぞれ対向して設けられた１次転写ローラ７５により与えられる転写バイアスによって、それぞれ１色ずつトナー像を中間転写ベルト６１上に重ね転写されるようにすれば、上記同一画像形成領域が各画像ステーション６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｂｋを１回通過した時点で、この同一画像領域に、重ね転写によってフルカラートナー画像を得ることができる。
【００４５】
そして、中間転写ベルト６１上に形成されてフルカラートナー画像は、用紙Ｐに転写される。転写後の中間転写ベルト６１はクリーニング手段６９によりクリーニングされる。用紙Ｐへの転写は転写時においてローラ６５上で中間転写ベルト６１を介して２次転写ローラ６６に転写バイアスを印加し、２次転写ローラ６６と中間転写ベルト６１とのニップ部に用紙Ｐを通過させることにより行なわれる。用紙Ｐへの転写後、用紙Ｐ上に担持されたフルカラートナー像を熱定着手段９０で定着することにより、用紙Ｐ上にフルカラーの最終画像が形成され、排紙収容部８１に積載される。
【００４６】
そして、この画像形成装置では、図１に示すように、被冷却物２０としての現像装置７３を冷却するための冷却装置１００が配設されている。この冷却装置１００は、冷却媒体（冷却液１）が循環可能な循環路６を備えたものである。この循環路６に、冷却媒体を循環路６内で循環させる送液部２としての送液ポンプ２Ａと、吸熱作用で被冷却物から熱を受ける受熱部５と、この受熱部５で吸熱した熱を外部に放出する放熱部３（ラジエータ３Ａからなる）と、前記冷却媒体を貯蔵するリザーブタンク１０とを配置したものである。なお、ラジエータ３Ａには冷却ファン４が付設されている。
【００４７】
リザーブタンク１０は、冷却液１が流れ込む流入管１１、流れ出る流出管１２、冷却液１を注入および補給するための開口部を塞ぐキャップ部１５が基本構成である。また、冷却液１として、凍結やカビの発生を防止するためにプロピレングリコールまたはエチレングリコールを純水で希釈した液が用いられ、更に腐食を防止する等のために添加剤が少量加えられている。なお、循環路６は、リザーブタンク１０と受熱部５とを連結する配管６ａと、受熱部５と放熱部３とを連結する配管６ｂと、放熱部３と送液部２とを連結する配管６ｃと、送液部２とリザーブタンク１０とを連結する配管６ｄとを備える。
【００４８】
送液ポンプ２Ａとしては、自吸式ポンプであっても、非自吸式ポンプであってもよい。一般的に、自吸式ポンプはポンプの吸込口付近に逆止弁等が取り付けられていて、さらに空気分離室を備え、ポンプ本体に呼び水するだけで揚水するように作られたポンプである。非自吸式ポンプは吸込逆止弁や空気分離室が無く、自吸能力がないものである。このため、押込運転（ポンプに水が流れ込む）以外は吸込管の先にフートバルブを取り付け、吸い込み管全部に呼び水をする必要がある。
【００４９】
この冷却装置１００は、冷却媒体としての冷却液１がポンプ２Ａにより送り出され循環路６内を循環する。送液ポンプ２Ａから送り出された冷却液１はラジエータ３Ａ内を流れるときに冷却ファン４からの送風により液温が下げられ、奪われた熱は冷却ファン４により装置外部へ放熱される。液温が下げられた冷却液１は受熱部５に給水口５ａから供給され、排水口５ｂから排出される。このとき受熱部５の内部を液温が低い冷却液１が通水することで受熱部５は冷却される。
【００５０】
ここで、冷却したい被冷却物２０（この場合現像装置７３）を受熱部５に当接させて、被冷却物２０の熱を受熱部５に伝熱することで被冷却物２０の温度を下げる。被冷却物２０から熱を奪った受熱部５は内部を通水する冷却液１に伝熱し、冷却液１の液温が上昇する。冷却液１は循環路６の配管６ａ内を流れ、流入管１１からリザーブタンク１０へ流れ込む。冷却液１はリザーブタンク１０の流出管１２を流れ出た後に再びポンプ２Ａへ流れ込む。この循環サイクルを繰り返して熱交換を行う。
【００５１】
ところで、冷却液１は経時で循環路６およびリザーブタンク１０等から水分透過により減少するため、リザーブタンク１０を含む冷却装置１００には、予め初期に保証年数経過後の冷却液１の減少および濃度上昇を考慮した十分な液量を入れる必要がある。なお、ポンプ２Ａのパワーやラジエータ３Ａの大きさなどは、熱設計条件(ジャケット５が冷却すべき熱量と温度の条件)によって決定される流量、圧力、冷却効率などを元に選定される。
【００５２】
次に、図１４を用いて保証年数経過後の冷却液１の減少および濃度上昇を考慮した初期に必要な液量およびリザーブタンク１０の流出口１４の位置について説明する。流入管１１のリザーブタンク側の開口部を流入口１３と呼び、流入管１１の反リザーブタンク側の開口部を挿入口１７と呼び、流出管１２のリザーブタンク側の開口部を流出口１４と呼ぶ。また、流入管１１は、リザーブタンク１０の上流壁１０ａに付設され、流出管１２はリザーブタンク１０の下流壁１０ｂに付設されている。
【００５３】
図１４（ａ）に示すように、流入口１３と流出口１４とが同一高さである場合、初期に注入した冷却液１の液量をＨ０としたときに、冷却液１が経時で徐々に減少した場合、保証年数経過後において冷却液１が循環できるためには、少なくとも流出口１４の位置の液量がＨ２でなければならない。すなわち、このＨ２より低ければ、リザーブタンク１０から冷却液１が流れ出ないため、冷却液１が循環できなくなる。詳細に言えば液量Ｈ２は流出口１４の下側の水位でも流れ出るが流出管１２に気泡が混入する可能性があるため、液量は流出口１４が浸漬する液量Ｈ２以上であることが望ましい。
【００５４】
また、保証年数経過後に冷却液１の液量がＨ２あったとしても、冷却液１は主に純水のみが水分透過して減少するため、プロピレングリコールまたはエチレングリコール濃度が上昇して冷却液１の粘度が上昇する。このときに、送液ポンプ２Ａは冷却液１を循環させる性能が必要である。性能が不足しているとき、保証年数経過後に送液ポンプ２Ａで冷却液１が循環できるように、プロピレングリコールまたはエチレングリコール濃度を抑えるために、初期の液量Ｈ０を多く注入する必要がある。
【００５５】
このため、この条件を満たす初期の液量Ｈ０を注入して、保証年数経過後に、Ｖ３だけ減少して液量Ｈ２となったときに、この水位より低い位置に流出口１４があればよい。ただし、リザーブタンク１０の下流側の循環路６で破損が起こったときに、リザーブタンク１０からの流出量を最小にするために流出口１４は上記条件を満たす最も高い位置にあることが望ましい。
【００５６】
次に、リザーブタンク１０の流入口１３および流出口１４の位置により、リザーブタンク１０の上流側または下流側で循環路６が破損等によりそこから冷却液１が漏れたときについての差を説明する。
【００５７】
前述した通り、初期の液量と流出口１４の位置は決定される。リザーブタンク１０の下流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、リザーブタンク１０内の冷却液１は最大Ｖ２の液量が流出する。ただし、循環路６の内圧や表面張力の関係で破損が１箇所のとき、流出しない可能性もある。しかしながら、キャップ部１５が密閉されていないときは、Ｖ２の液量が流出する。
【００５８】
ここで、送液ポンプ２Ａに自吸式ポンプを用いたとしても、何らかの原因で空気が混入したとき、送液ポンプ２Ａに呼び水を送れないと自力で空気を排出して冷却液１を循環することができない。このため、送液ポンプ２Ａをリザーブタンク１０の下流側で且つ下側に配置することが望ましい。しかしながら、リザーブタンク１０から送液ポンプ２Ａまでの間で液漏れが発生したとき、リザーブタンク１０からの流出量が多くなる可能性がある。したがって、リザーブタンク１０と送液ポンプ間の距離はできるだけ短く、破損し難い循環路６の構造とすることが望ましい。
【００５９】
ところで、リザーブタンク１０の上流側で循環路６が破損等によって、液漏れが発生したときの状況を考える。この状況において、図１４（ｂ）では、流入口１３と流出口１４とが同じ高さ位置である場合を示し、図１４（ｃ）では、流入口１３が流出口１４よりも低位置である場合を示し、図１４（ｄ）では、流入口１３が流出口１４よりも高位置である場合を示している。
【００６０】
図１４（ｂ）では、リザーブタンク１０から初期に最大Ｖ１の液量の冷却液１が流出する可能性がある。保証年数経過後では液量が流入口１３とほぼ同一水位であるからほとんど流出はない。また、このときまで、流入口１３は水位より低い位置であるから、流入時に冷却液１は液面に落下することはない。このため、液面への冷却液落下による落下音や気泡の混入を防止できる。
【００６１】
図１４（ｃ）では、リザーブタンク１０から初期に図１４（ｂ）より多い最大Ｖ１の液量の冷却液１が流出する可能性がある。保証年数経過後であっても、冷却液１の水位は流入口１３より高いので、冷却液１が流出する可能性がある。ただし、図１４（ｂ）と同様に流入口１３は水位より低い位置であるから、流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる。
【００６２】
図１４（ｄ）では、リザーブタンク１０から初期に図１４（ｂ）より少ない最大Ｖ１の液量の冷却液１が流出する可能性がある。保証年数経過前に冷却液１の水位は流入口１３の高さになる。このときを過ぎると冷却液１はリザーブタンク１０から流出することはない。ただし、流出口１４から液面に冷却液１が落下することになるので、落下音や気泡の混入が発生する可能性がある。
【００６３】
次に、リザーブタンク１０への流入管１１の挿入口の高さ位置が同じであって、流入口１３の高さ位置による差について考察する。図１５（ａ）は、流入口１３の高さ位置が流出口１４の高さ位置よりも低い場合を示し、図１５（ｂ）は、流入口１３の高さ位置と流出口１４の高さ位置とが同じ場合を示している。流入管１１が前記図１４では水平管部１１ａのみで構成されていたが、この図１５においては、水平管部１１ａと、これに連通される鉛直管部１１ｂとからなる。
【００６４】
流入口１３が図１５（ａ）（ｂ）に示す位置にあるとき、保証年数経過して冷却液１の液量が流出口１４の位置まで減少しても、流入口１３は液中にあるため、流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる。循環路６の内圧が外圧と同等以下において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、冷却液１は最大で流入管１１のリザーブタンク１０への挿入位置より上側にある液量が流出する可能性がある。
【００６５】
しかし、冷却液１の液温の上昇等により循環路６の内圧が高い状態において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、液量が流入管１１のリザーブタンク１０への挿入位置より下側にあっても、内圧により冷却液１が押し出され流出する可能性がある。このとき流入口１３が液面より低い位置にあると冷却液１が流出する可能性があるので、流入口１３はできる限り高い位置にある方が液漏れ量を少なくすることができる可能性がある。
【００６６】
このように、保証年数経過して冷却液１の液量が流出口１４の位置まで減少したときの液面は流出口１４の水位である液面Ｈ２より高い位置にある必要がある。このときに、流入管１１の流入口１３はこの水位より低い位置にあることで流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる。また、冷却液１の液温の上昇等により循環路６の内圧が高い状態において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、内圧により冷却液１が押し出され流出する可能性を最小限にするため、液面Ｈ２に近い方がよい。冷却装置１００の設置の傾きや冷却液１の減少傾向の誤差等を考慮して、流入口１３の位置は液面Ｈ２より僅かに低い位置が好ましい。
【００６７】
また、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口の位置は流出口１４より高い位置にあることが好ましい。従って、流入管１１の形状としては、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように配置するのが好ましい。この場合、図３（ａ）（ｂ）では、流入管１１は、水平管部１１ａと鉛直管部１１ｂとからなる。図３（ａ）では、鉛直管部１１ｂが短く設定されて、水平管部１１ａの高さ位置が冷却液１の初期状態の液面よりも下位に設定される。図３（ｂ）では、鉛直管部１１ｂが長く設定され、水平管部１１ａがリザーブタンク１０の上壁１０ｃよりも上方に突出している。また、図３（ｃ）では、水平管部１１ａと鉛直管部１１ｂとの間に折曲管部１１ｃが設けられている。このため、この図３（ｃ）では、鉛直管部１１ｂの上部が冷却液１の初期状態の液面よりも上位に位置し、水平管部１１ａが冷却液１の初期状態の液面よりも下位に位置する。
【００６８】
ところで、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口が図４（ａ）に示す位置にあるとき、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、リザーブタンク１０から初期に最大で挿入口の液面Ｈ１から初期の液面Ｈ０までの液量の冷却液１が流出する可能性がある。ただし、循環路６の内圧が外圧と同等以下のときである。流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口が図４（ｂ）に示す位置にあるとき、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口が初期の液面Ｈ０より高い位置にあるので、リザーブタンク１０から冷却液１は流れ出さない。
【００６９】
次に図５は、流入管１１の鉛直管部１１ｂをリザーブタンク１０の内壁（上流壁１０ａ）に沿うように配置されており、流路の少なくとも一面をリザーブタンク１０の内壁と共有している。このような構造にすることで、リザーブタンク１０のコストを下げることができる。また、透過性の容器を用いると冷却液１がリザーブタンク１０の壁面に沿って流れるため、冷却液１の流れを確認し易くする効果もある。
【００７０】
以上のことより、図３から図５に示すように、流入管１１の流入口１３は保証年数経過後の水位より低い位置にあることで流入時に冷却液１は液面に落下することはなく、落下音や気泡の混入を防止できる、且つ、冷却液１の液温の上昇等により循環路６の内圧が高い状態において、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、内圧により冷却液１が押し出され流出する可能性を最小限にするため、液面Ｈ２に近い流出口１４より略低位に位置し、更に、流入管１１のリザーブタンク１０への挿入口およびリザーブタンク１０の上流側の配管６ａが流出口１４より高いことにより、リザーブタンク１０の上流側で循環路６の破損等により液漏れが発生したとき、流出量を少なくすることができる。
【００７１】
図２に示すような画像形成装置においては、現像装置７３内の現像剤が現像装置７３の周囲からの受熱および攪拌による摩擦熱により昇温した熱を現像装置７３に当接したジャケット５により熱を吸収し、この熱をジャケット５内部の冷却液１へ伝達する。熱が伝達され高温となった冷却液１は、この後、ジャケット５から排出され、冷却液１はタンク１０、ポンプ２Ａを経て、冷却ファン４を装着したラジエータ３Ａに送られ、そこで熱が画像形成装置外に排熱される。ラジエータ３Ａで熱が除去され室温近くにまで下げられた冷却液１は、その後、再びジャケット５へと送られる。このような冷却液１による高い冷却性能の排熱サイクルによって、昇温した現像剤が効率良く冷やされる。従って、現像装置７３内の現像剤の温度上昇を抑えられるため、現像剤の溶融および固着による異常画像を回避することができる。
【００７２】
ところで、前記各実施形態においては、流入口１３を構成するための流入管１１と、流出口１４を構成するための流出管１２とは、平面的に見て、リザーブタンク１０の下流壁１０ｂの幅方向中央と上流壁１０ａの幅方向中央とを結ぶ直線Ｌ（図６（ｂ）参照）上における下流壁側に設けられている。また、流入口１３は下方に向かって開口し、流出口１４は水平方向に沿ってリザーブタンク１０内部に向かって開口している。
【００７３】
これに対して、図６では、流入口１３を構成するための流入管１１は、前記直線Ｌからずれた位置に配設される。また、流出口１４は、下流壁１０ｂの上下方向高さの中間部に配置される。
【００７４】
ところで、大型の画像形成装置２００に本発明の冷却装置１００を適用した場合、冷却装置１００のリザーブタンク１０が水平方向に大きく傾く可能性はないが、設置等の状況により僅かに傾くことは考えられる。このとき、下流側と上流斜側とで冷却液１の水面高さが異なることになる。このため、図６のように流出口１４を水平方向の中央に配置することにより装置の傾きがあっても常に流出口１４は同じ高さにすることができる。
【００７５】
また、リザーブタンク１０に流れ込む冷却液１に例えばラジエータ３Ａ内部に滞留していた気泡が流れ込んだとき、流入口１３から流入する気泡はその流れにのって流出口１４側へ流れる。経時で冷却液１の液量が減少して液面が流出口１４の高さに近くなり、気泡が液面を流れると、気泡が流出口１４に吸い込まれ易くなる。このとき、流入口１３と流出口１４を対向しない異なる位置に配置することにより、リザーブタンク１０に流れ込んだ気泡を流出口１４から送液ポンプ２Ａへ送り込み難いようにすることができる。
【００７６】
次に、図７に示すリザーブタンク１０においては、内部に平板矩形状の仕切り部材１６が配置されている。この仕切り部材１６は、冷却媒体の変位する媒体上面を流入口１３と流出口１４との間において分割するものである。この場合、仕切り部材１６は、図７（ａ）に示すように、上壁１０ｃとの間、及び下壁（底壁）１０ｄとの間に隙間Ｃ１、Ｃ２が形成され、図７（ｂ）に示すように、側壁１０ｅ、１０ｆに密着している。
【００７７】
このような仕切り部材１６を設ける場合、図８に示すように、仕切り部材１６と側壁１０ｅ、１０ｆとの間に隙間Ｃ３、Ｃ４が設けられるものであってもよい。この場合、仕切り部材１６を上壁１０ｃ及び／又は下壁１０ｄに密着させることになる。
【００７８】
リザーブタンク１０に流れ込む冷却液１に例えばラジエータ３Ａ内部に滞留していた気泡が流れ込んだとき、流入口１３から流入する気泡はその流れにのって流出口１４側へ流れる。経時で冷却液１の液量が減少して液面が流出口１４の高さに近くなり、気泡が液面を流れると、気泡が流出口１４に吸い込まれ易くなる。このとき、流出口１４の高さ付近に仕切り部材１６を設けると、液面を浮揚する気泡が流出口１４側へ流れ込まなくすることができ、リザーブタンク１０に流れ込んだ気泡を流出口１４から送液ポンプ２Ａへ送り込み難いようにすることができる。
【００７９】
図９に示すリザーブタンク１０では、流出口１４をリザーブタンク１０の下流壁１０ｂの内面よりもタンク内に突出させている。このようなリザーブタンク１０でも流入口１３から流入する気泡が流出口１４側へ流れていくが、表面張力の関係等によって、リザーブタンク１０の内面（内壁）に沿って流れる場合がある。このような場合、図９に示すように、流出口１４をタンク内に突出させた場合、気泡が内面（内壁）に沿って下流壁１０ｂ側に流れてきたとしても、気泡はこの流出口１４から流出しない。
【００８０】
次に図１０に流入口１３と流出口１４との形状を示し、図１０（ａ）では、流入口１３を構成する流入管１１と、流出口１４を構成する流出管１２とを、外径寸法及び肉厚を同一として、流入口１３の開口面積（断面積）と流出口１４の開口面積（断面積）とを同一としている。
【００８１】
図１０（ｂ）では、流入口１３を構成する流入管１１と、流出口１４を構成する流出管１２とを、外径寸法を同一とするとともに肉厚を相違させ、流出口１４の開口面積（断面積）を流入口１３の開口面積（断面積）よりも小さくしている。
【００８２】
図１０（ｃ）（ｄ）では、流入口１３を構成する流入管１１と、流出口１４を構成する流出管１２とを、外径寸法及び肉厚を同一とするとともに、流出口１４に、開口面積（断面積）を小とする面積減少部材２５を配置している。図１０（ｃ）の面積減少部材２５は、流出口１４の内径面に、周方向に沿って所定ピッチで配設される突起部２６からなる。また、図１０（ｄ）の面積減少部材２５は、クロスする一対の棒状体２７にて構成される。
【００８３】
図１０（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、流出口１４の開口面積を小さくすることによって、大きな気泡のこの流出口１４からの流出を防止することができる。なお、図（ｃ）（ｄ）に示すように、面積減少部材２５を設ける場合、面積減少部材２５として、流出口１４の断面積を減少させればよいので、図例のものに限らない。
【００８４】
次に、図１１では、リザーブタンク１０の上流側にリザーブタンク１０からの冷却液１の循環路配管（配管６ａ）への逆流を防止する逆流防止手段３０を設けている。逆流防止手段３０は、図１２に示すように、逆流防止弁４０からなる。
【００８５】
この場合の逆流防止弁４０は、ボール収納室３３と、このボール収納室３３に収容されるボール３１とを備える。また、このボール収納室３３の下流側開口部３３ｂには、ボール押さえ部（ストッパ部材）３２が付設されている。このボール押さえ部３２には、冷却液１の流通を許容する多数の孔部が設けられている。
【００８６】
このため、ポンプ駆動時（冷却液循環状態）では、冷却液１が図１２（ａ）の矢印のように上流側から下流側へ流れる。この際、ボール３１がボール押さえ部に当接乃至接触した際に、矢印方向の移動が規制される。これによって、ボール３１と下流側開口部３３ｂとの間に隙間が形成され、ボール３１によって下流側開口部３３ｂが塞がれることがない。このようにボール３１によって開口部３３ｂが塞がれない状態では、ボール押さえ部３２には多数の孔部が設けられているので、このボール押さえ部３２を介して、冷却液１が図１２（ａ）の矢印のように上流側から下流側へ流れる。このため、逆流防止弁４０は循環路６内に配置されていても、循環路６における冷却液１の循環が妨げられることがない。
【００８７】
これに対して、図１１に示すＸで示すＲ１の位置で循環路６が破損した場合、リザーブタンク１０における流入管１１よりも高位の冷却液１が、低位置の破損部位Ｒ１へリザーブタンク１０から流出しようとする。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、冷却液１が矢印ように下流側から上流側へ流れることになる。この流れによって、ボール３１が上流側へ押圧され、このボール３１によって上流側開口部３３ａが塞がれることになる。このように上流側開口部３３ａが塞がれれば、このボール収納室３３よりも上流側へは冷却液１が流出せず、破損部位Ｒ１からの冷却液１の流出量（漏れ量）を少なく抑えることができる。
【００８８】
ところで、送液ポンプ２Ａには自吸式ポンプを用いたときでも冷却液１を循環させるために呼び水をする必要があるので、リザーブタンク１０より下方に配置することが望ましい。しかし、何らかの原因でリザーブタンク１０自らの破損およびその周囲の破損が発生すると、冷却装置１００の循環路６で最も液量が多いところから冷却液１が流出することになる。このときの冷却したい装置例えば、図２に示す画像形成装置に冷却液１が多量にかかると損害が大きく、復帰することが困難になる。そこで、リザーブタンク１０を下方に配置することによりその損害を最小限にすることができる。
【００８９】
図１に示す冷却装置１００では、送液ポンプ２Ａがリザーブタンク１０の下方に配置されている。このため、リザーブタンク１０から送液ポンプ２Ａの間の配管６ｄで破損が発生したとき、リザーブタンク１０から冷却液１が多量に送液ポンプ２Ａ側へ流れ出す可能性がある。
【００９０】
そこで、図１３に示すように、送液ポンプ２Ａの下方側に、配管６ｄ等で液漏れが発生したときに、冷却液１を回収する冷却液回収手段５１を設けるようにしている。この冷却液回収手段５１は、送液ポンプ２Ａの下方、つまりリザーブタンク１０の一部の下方位置から配管６ｃの下方位置をカバーするような受け皿部材５２からなる。また、受け皿部材５２の下方位置には、この受け皿部材５２にて受けられた冷却液１を一時的に外部に流出しないように貯蔵する補助タンク５０を設けている。これらによって、送液ポンプ２Ａ周辺の液漏れの損害を最小限にする。
【００９１】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。前記実施例では、被冷却物２０として、前記実施形態では現像装置７３であったが、書き込み手段７２や定着手段９０等の他の部材であってもよい。また、冷却媒体としては空気などの気体である媒体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１ 冷却媒体（冷却液）
２ 送液部
３ 放熱部
５ 受熱部
６ 循環路
１０ リザーブタンク
１０ａ 上流壁
１０ｂ 下流壁
１１ 流入管
１２ 流出管
１３ 流入口
１４ 流出口
１６ 仕切り部材
２０ 被冷却物
３０ 逆流防止手段
５０ 補助タンク
５１ 冷却液回収手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２００８−１８０８３１号公報
【特許文献２】特開平２−２０９６８５号公報
【特許文献３】特許第３６３６１１８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が循環可能な循環路を備え、この循環路に、前記冷却媒体を循環路内で循環させる送液部と、吸熱作用で被冷却物から熱を受ける受熱部と、この受熱部で吸熱した熱を外部に放出する放熱部と、前記冷却媒体を貯蔵するリザーブタンクとを配置した冷却装置において、
前記リザーブタンクは、リザーブタンクの上流側に開口する挿入口とリザーブタンク内の上流側において開口する流入口とを有する流入管部と、リザーブタンク内の下流側において開口して冷却媒体が流出する流出口とを備え、前記流入管部の流入口の高さは、前記流出口が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置するとともに、前記流入管部の挿入口、およびこの挿入口と前記受熱部との間の循環路配管は前記リザーブタンクの流出口より高いことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記リザーブタンクは上流壁と下流壁とを有し、前記流出口を構成する流出管は、平面的に見て、リザーブタンクの下流壁の幅方向中央と上流壁の幅方向中央とを結ぶ直線上における下流壁側に設けられ、前記流入口を構成する流入管は、前記直線からずれた位置における上流壁側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記リザーブタンク内に、冷却媒体の変位する媒体上面を流入口と流出口との間において分割する仕切り部材を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記流出口は、リザーブタンクの下流壁内面よりもタンク内に位置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記流出口の断面積は、流入口の断面積よりも小さく設定していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
リザーブタンクの上流側にリザーブタンクからの冷却媒体の循環路配管への逆流を防止する逆流防止手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記流入口及び流出口を備えたリザーブタンクは、前記送液部を除く装置最下部に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
流出口よりも下流側において、この流出口よりも低位置の循環路配管から漏れた冷却媒体を回収する回収手段と、この回収手段にて回収した冷却媒体を溜める補助タンクとを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の冷却装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
冷却媒体が循環可能な循環路を備え、この循環路に、前記冷却媒体を循環路内で循環させる送液部と、吸熱作用で被冷却物から熱を受ける受熱部と、この受熱部で吸熱した熱を外部に放出する放熱部と、前記冷却媒体を貯蔵するリザーブタンクとを配置した冷却装置において、
前記リザーブタンクは、リザーブタンクの上流側に開口する挿入口とリザーブタンク内の上流側において開口する流入口とを有する流入管部と、リザーブタンク内の下流側において開口して冷却媒体が流出する流出口とを備え、前記流入管部の流入口の高さは、前記流出口が浸漬する最も低い水位よりも微小寸だけ低い高さに位置するとともに、前記流入管部の挿入口、およびこの挿入口と前記受熱部との間の循環路配管は前記リザーブタンクの流出口より高いことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記リザーブタンクは上流壁と下流壁とを有し、前記流出口を構成する流出管は、平面的に見て、リザーブタンクの下流壁の幅方向中央と上流壁の幅方向中央とを結ぶ直線上における下流壁側に設けられ、前記流入口を構成する流入管は、前記直線からずれた位置における上流壁側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記リザーブタンク内に、冷却媒体の変位する媒体上面を流入口と流出口との間において分割する仕切り部材を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記流出口は、リザーブタンクの下流壁内面よりもタンク内に位置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記流出口の断面積は、流入口の断面積よりも小さく設定していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
リザーブタンクの上流側にリザーブタンクからの冷却媒体の循環路配管への逆流を防止する逆流防止手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記流入口及び流出口を備えたリザーブタンクは、前記送液部を除く装置最下部に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
流出口よりも下流側において、この流出口よりも低位置の循環路配管から漏れた冷却媒体を回収する回収手段と、この回収手段にて回収した冷却媒体を溜める補助タンクとを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の冷却装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１５２８０（Ｐ２０１２−１５２８０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４９５４８（Ｐ２０１０−１４９５４８）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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