JP2006023596A - 画像形成装置の湿度調整方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 湿手段、気流経路を複雑化することなく、画像形成装置内の空気の湿度を調節することを可能とする。
【解決手段】 画像形成装置１の機内に位置する作像部２への気流経路３に、冷却結露による除湿手段４を持つ。気流経路３の最も機外側に配したファンモータ５により外気を吸引し、除湿手段４で除湿し、気流経路３を通して作像部２へ送る。風量を調節することで単位時間辺りに除湿処理を行う空気の量を調節し、除湿空気の湿度を制御することが可能であるので、除湿手段４と気流経路３を複雑化することなく、空気の湿度を制御できる。低湿度の除湿空気を必要とするときには、風量を落とすことで対応でき、過剰な除湿能力を持たずに除湿手段４を構成でき、装置の省スペース化、省エネルギー化が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等の電子写真方式の画像形成装置に関し、詳細にはその除湿に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、装置内部の湿度を所定の範囲内に制御できれば、ゴム部品の特性値（硬度、ヤング率等）変化や、現像剤の電荷量変化、トナー特性（流動性等）の変化を抑制して、安定したシステムを得ることができる。また、画像ボケ等の高湿条件で生じる異常画像の発生を抑えることもできる。

機内の湿度が適当でないことに起因する不具合は多い。例えば、低湿である場合の問題としては、トレーシングペーパー等の湿度により用紙の伸縮量が大きいものは、用紙セット時に用紙先端部が波打ち、これにより転写部での白ヌケが発生したり、定着部でシワが発生しやすくなる。また、用紙のカールが発生し、耳オレやジャム等の搬送トラブルが発生したり、静電気が発生しやすく、用紙を給紙する場合に用紙同士の密着力が静電気力によりアップし、これにより重送や不送りが発生したりする。

また、高湿時における問題としては、用紙が含有する水分量が増えることにより、その用紙の体積抵抗が低下し、転写部において電荷が逃げ、これにより転写不良が発生しやすくなる。また、用紙の腰が弱くなり、ジャム等の搬送トラブルが発生したり、用紙が吸湿することにより波打ち、これにより転写部での白ヌケや、定着部でのシワが発生したりする。さらには、機内に結露が発生し、これにより搬送トラブルが発生したり、光学系のミラー等のくもりにより画像の乱れが発生したり、光学系の照明ランプや定着ヒータ等の熱源を有している個所では、機内の温度上昇を防止するために、効率良く冷却しなければならず、排紙部においては定着後の用紙の冷却を行う必要性が生じたりする。

上述のような機内の湿度による不具合をなくすために、画像形成装置の機内各所にヒータを設置し、その場所の雰囲気温度を上昇させることにより相対湿度を低下させる除湿機能を有したものがあるが、適当な温、湿度になるまでに２〜３時間位かかるというほど応答時間が長いものであり、実用的ではない。また熱風や温風を吹きつけることも提案されているが、熱風、温風の温、湿度、風量がコントロールされているものはなく、必ずしも効率的なものではなく、しかも給紙部のみに対して吹きつける等の局所的な解決策であり、画像形成装置全体あるいは作像部全体についての解決とはなっていなかった。

また特許文献１には、機内に外気を取り入れその外気の温度又は湿度の少なくとも一方を変化させることが可能な温湿度コントロール装置と、この温湿度コントロール装置により温度又は湿度が変化された気体を機内の複数の場所に導く送風ダクトとを備えて、温湿度コントロール装置により複数の温湿度条件の異なる気体を作成させ、作成された複数の気体を同時にプロセスユニット毎に流出させる制御を行える複写装置が開示されている。また特許文献２に開示されている画像形成装置は、電子プロセスの除湿の必要な各部を少ない除湿手段によって確実かつ効率良く除湿するために、除湿手段によって除湿された除湿空気を、電子写真プロセスの除湿が必要な各部へ分配送風する手段を備え、特許文献３に開示されている画像形成装置は、像担持体の表面の温度と湿度との制御を同時に適切に行えるようにするために冷却装置を備え、熱電冷却素子により感光体ドラムの内部から感光体ドラムの表面を冷却し、ダクトを経由して乾燥装置からの乾燥空気を導入し、感光体ドラムの表面を乾燥するようにしている。これらは、いずれも電子写真方式の画像形成装置にとっては余分なあるいは過剰な設備、能力を持つ必要があるため、省エネルギー化、省スペース化が難しかった。
特開平５−１９５８１号公報 特開平６−０８３１５３号公報 特開２００３−１４０５３３号公報

本発明は、上述した従来の問題点にかんがみ、除湿手段、気流経路を複雑化することなく、画像形成装置内の空気の湿度を調節することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置の湿度調整方法は、作像部への気流経路に冷却結露を利用した除湿手段を備え、該除湿手段の動作により前記作像部内の湿度を調節する方法であって、前記作像部への風量を調節して除湿空気の湿度を調節することを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の画像形成装置の湿度調整方法において、前記作像部の稼動状態に応じて該作像部へ流す気流の風量を可変させることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２の画像形成装置の湿度調整方法において、前記作像部の動作待機時における風量を作像時の風量より少なくすることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置の湿度調整方法において、前記画像形成装置起動時における風量を、前記作像部の作像動作時の風量より少なくすることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、作像部への気流経路に冷却結露を利用した除湿手段を備え、該除湿手段の動作により前記作像部内の湿度を調節する画像形成装置において、前記作像部への風量を調節して除湿空気の湿度を調節する手段を有することを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項５の画像形成装置において、作像部への気流経路へ通風するためのファンモータを備え、該ファンモータの駆動電圧を変化させて前記風量調節を行うことを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項５または６の画像形成装置において、前記作像部の稼動状態に応じて該作像部へ流す気流の風量を可変させる制御手段を有することを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項７の画像形成装置において、前記制御手段が、前記作像部の動作待機時における風量を作像時の風量より少なくすることを特徴とする。

同請求項９に係るものは、請求項７または８の画像形成装置において、前記制御手段が、前記画像形成装置起動時における風量を、前記作像部の作像動作時の風量より少なくすることを特徴とする。

同請求項１０に係るものは、請求項５ないし９のいずれかの画像形成装置において、装置内に湿度検出手段を備え、該湿度検出手段の検出結果に基づいて前記除湿手段をオン、オフ制御する手段を有することを特徴とする。

同請求項１１に係るものは、請求項１０の画像形成装置において、前記湿度検出手段を前記作像部内に取り付けたことを特徴とする。

同請求項１２に係るものは、請求項５ないし１１のいずれかの画像形成装置において、前記除湿手段にペルチェ素子を用いたことを特徴とする。

同請求項１３に係るものは、請求項５ないし１２のいずれかの画像形成装置において、前記除湿対象とする前記作像部が、感光体とそれに近接する他のプロセス手段及びその周辺機器を備えることを特徴とする。

同請求項１４に係るものは、請求項５ないし１２のいずれかの画像形成装置において、前記除湿対象とする前記作像部が、感光体と少なくとも他の１つのプロセス手段を含む略密閉されたプロセスカートリッジであることを特徴とする。

本発明は、作像部への気流経路に冷却結露を利用した除湿手段を持ち、作像部への風量を調節することで除湿空気の湿度を調節するため、除湿手段、気流経路等の画像形成装置の内部構成を複雑化することなく、除湿空気の湿度を制御でき、過剰な除湿能力を持たずに済むため、画像形成装置の省スペース化、省エネルギー化に貢献できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の模式的構成図である。すなわち、画像形成装置１の機内に位置する作像部２への気流経路３に、冷却結露による除湿手段４を持つ構成例を図１に示す。図では、気流経路３の最も機外側に配したファンモータ５により外気、すなわち水蒸気が含まれている湿り空気を吸引し、吸引された空気を除湿手段４に通して除湿し、さらに除湿手段４と作像部２の間の気流経路３を通して作像部２へ送る。

この構成で、除湿手段４と気流経路３を複雑化することなく、空気の湿度を制御できる。風量を調節することで単位時間辺りに除湿処理を行う空気の量を調節し、除湿空気の湿度を制御することが可能である。低湿度の除湿空気を必要とするときには、風量を落とすことで対応できるため、過剰な除湿能力を持たずに除湿手段を構成でき、装置の省スペース化、省エネルギー化が可能となる。

そして、除湿された空気を作像部２に供給すれば、ゴム部品の特性値（硬度、ヤング率等）変化や、現像剤の電荷量変化、トナー特性（流動性等）の変化を抑制して、安定したシステムを得ることができ、また画像ボケ等の高湿条件で生じる異常画像の発生を抑えることもできることは既述の通りである。

外気の吸入に用いるファンモータ５は、画像形成装置用として設計的に適当なものを選択し、作像部２へ供給する気流の量を調節できればよい。例えば、６０ｍｍ角、定格２４Ｖのものを用い、ファンモータ５の電圧を１２〜２４Ｖと可変とすれば、作像部２へ供給する気流の風量を調節できる。ファンモータ５を設ける位置は、図示の位置でなくても良い。

すなわち、作像部２が画像形成動作を行っていない待機時や起動時には、ファンモータ５への印加電圧を１２Ｖとし、風量を約半分とする。除湿手段４の除湿能力は、風量が大きい通常時（電圧２４Ｖ）と比べて約１０％向上する。待機時や装置起動時は、機内の温度が上昇しやすい作像時よりも湿度の低い除湿空気を送ることが好ましいが、作像時には、作像部２周辺の発熱により待機時、起動時に比べて湿度は低くなる傾向となるので、風量を上げ除湿効果よりも作像部２の排熱を目的として駆動する。

作像部２には湿度検出手段６を設け、作像部２の湿度が例えば６０％以上の条件で除湿手段４が動作するように設定する。高湿条件でのみ除湿装置３を稼動させる設定とすることにより稼動状態に合わせた最適な除湿を行え、省エネルギー化が可能となる。

除湿手段４には、例えばペルチェ素子を用いる。ペルチェ素子を用いた除湿手段４の構成例を図２、図３に示す。除湿手段４にペルチェ素子を用いることで、除湿手段４の小型化、簡素化、省エネルギー化が可能となり、ひいては画像形成装置全体の小型化が可能となる。

図２、図３において１１はペルチェ素子、１２は冷却フィンであり、ペルチェ素子１１の吸熱面との間に熱伝導部材（図示は省略してある）を挟んである。また図中１５は放熱フィンであり、同様にペルチェ素子１１の発熱面との間に熱伝導部材（図示は省略してある）を挟んである。さらに図中１６は断熱部材であり、冷却フィン１２と放熱フィン１５との間を断熱するために用いてある。

また図中１７、１８は除湿手段４を囲むケース部材であり、１３は吸水拡散部材である。給水拡散部材１３は、冷却フィン１２により生じる除湿水１４の吸水搬送を行っている。すなわち吸水拡散部材３は、除湿水１４を吸収し、図２では水平方向に水を搬送している。

さらに図中１９は、冷却フィン１２に空気を送るためのファンであり、２０は放熱フィン１２から空気を吸込み、排熱するためのファンである。冷却フィン１２に結露した水は、上述のように吸水拡散部材１３によって図２の水平方向に搬送される。そのため除湿した水１４を冷却フィン１２の下に貯める必要が無く、あるいは除湿水１４が冷却フィン１２の下に止まってしまうことが無く、ファン１９や除湿手段４外の機器による振動、傾きの影響によって水漏れすること等を防ぐことが可能である。

また図に示すように、放熱フィン１５を通過する前後で吸水拡散部材１３に沿って排熱する空気、すなわち排熱温風を送る構成となっており、省スペースで水の蒸発を可能としてある。具体的には、ファン２０により機内から引かれてきて放熱フィン１５を通過した後の風は、放熱フィン１５による熱交換で温風となっており、これが水の蒸発能力をさらに向上させ、除湿した水の蒸発手段を持つことで、メンテナンス性の向上や省スペース化が可能となる。

また、気流経路３を画定すること等の手段により、作像部２内の除湿範囲を感光体とそれに近接する他のプロセス手段周辺に限定することも可能である。このように構成することで、装置の小型化、省エネルギー化がさらに図れる。また除湿対象を、感光体と少なくとも他の１つのプロセス手段を含む略密閉されたプロセスカートリッジとすることで、さらに除湿の効率を上げて、装置の小型化、省エネルギー化を図れる。

本発明に係る画像形成装置の模式的構成図である。 ペルチェ素子を用いた除湿手段の構成例を示す正面断面図である。 同じく平面断面図である。

符号の説明

１：画像形成装置
２：作像部
３：気流経路
４：除湿手段
５：ファンモータ
６：湿度検出手段
１１：ペルチェ素子
１２：冷却フィン
１３：吸水拡散部材
１４：除湿水
１５：放熱フィン
１６：断熱部材
１７、１８：ケース部材
１９、２０：ファン

Claims (14)

1. 作像部への気流経路に冷却結露を利用した除湿手段を備え、該除湿手段の動作により前記作像部内の湿度を調節する方法であって、前記作像部への風量を調節して除湿空気の湿度を調節することを特徴とする画像形成装置の湿度調整方法。
2. 請求項１の画像形成装置の湿度調整方法において、前記作像部の稼動状態に応じて該作像部へ流す気流の風量を可変させることを特徴とする画像形成装置の湿度調整方法。
3. 請求項１または２の画像形成装置の湿度調整方法において、前記作像部の動作待機時における風量を作像時の風量より少なくすることを特徴とする画像形成装置の湿度調整方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置の湿度調整方法において、前記画像形成装置起動時における風量を、前記作像部の作像動作時の風量より少なくすることを特徴とする画像形成装置の湿度調整方法。
5. 作像部への気流経路に冷却結露を利用した除湿手段を備え、該除湿手段の動作により前記作像部内の湿度を調節する画像形成装置において、前記作像部への風量を調節して除湿空気の湿度を調節する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置において、作像部への気流経路へ通風するためのファンモータを備え、該ファンモータの駆動電圧を変化させて前記風量調節を行うことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５または６の画像形成装置において、前記作像部の稼動状態に応じて該作像部へ流す気流の風量を可変させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７の画像形成装置において、前記制御手段が、前記作像部の動作待機時における風量を作像時の風量より少なくすることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７または８の画像形成装置において、前記制御手段が、前記画像形成装置起動時における風量を、前記作像部の作像動作時の風量より少なくすることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項５ないし９のいずれかの画像形成装置において、装置内に湿度検出手段を備え、該湿度検出手段の検出結果に基づいて前記除湿手段をオン、オフ制御する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０の画像形成装置において、前記湿度検出手段を前記作像部内に取り付けたことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項５ないし１１のいずれかの画像形成装置において、前記除湿手段にペルチェ素子を用いたことを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項５ないし１２のいずれかの画像形成装置において、前記除湿対象とする前記作像部が、感光体とそれに近接する他のプロセス手段及びその周辺機器を備えることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項５ないし１２のいずれかの画像形成装置において、前記除湿対象とする前記作像部が、感光体と少なくとも他の１つのプロセス手段を含む略密閉されたプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
    

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