JP2014194532A - 空調装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境排気・吸気方式の空調装置における結露の発生を抑制する。
【解決手段】制御対象箇所１に空調された気流を供給する空調装置２であって、外部環境における空気を加熱又は冷却して制御気流を生成し、前記制御対象箇所１の温度検出値に基づいて前記制御対象箇所１で熱交換させる前記制御気流の温度と流量を制御するコントローラ２４と、を備え、前記コントローラ２４は、冷却運転時は前記制御気流の温度を予め設定された温度以上の範囲で上下させ、前記制御気流の流量を増減させ、制御気流の温度の低下しすぎに伴う結露の発生を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は空調装置及び画像形成装置に係り、さらに詳しくは装置内の特定箇所の温度及び／又は湿度を所定の温度及び湿度に制御する空調装置、その空調装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写装置、さらにはこれらの機能のうち少なくとも２つの機能を備えたデジタル複合機等の画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置及びデジタル複合機等の画像形成装置は、画像情報に基づいて、紙やＯＨＰシートなどの記録媒体に文字、記号等の画像を記録するものである。このような画像形成装置には種々の方式があるが、電子写真方式が普通紙に高精細な画像を高速で記録することができる点から広く使用されている。

図９は、従来から一般的に実施されている画像形成装置の概略構成を示す図である。この画像形成装置は電子写真方式のカラー複写機であって、中間転写体上に各色のトナー像を重ねて形成するいわゆる間接転写方式のタンデム型のフルカラー画像形成装置である。この方式のカラー画像形成装置は公知であるので、動作とともに概略的に説明する。

同図において、この画像形成装置２００は、装置本体２１０と、画像読み取り装置２２０と、給紙装置２３０とから基本的に構成されている。この画像形成装置２００では、画像読み取り装置２２０によって画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、装置本体２１０の作像部２１１の４つの感光体２１２上に静電潜像を書き込むためのレーザ光が書き込み装置２１３により照射される。なお、感光体２１２はこの例及び後述の実施形態ではドラム状に形成された感光体ドラムである。

作像部２１１では、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの現像部２１４により現像剤中のトナーを感光体２１２上にそれぞれ付着させてトナー像を形成（現像）し、順次、中間転写ベルト２１５に転写する。そして、２次転写装置２１６により中間転写ベルト２１５上のトナー像を給紙装置２３０から給紙されてくる記録紙に転写する。定着装置２１７ではトナー像が転写された記録紙を加熱及び加圧し、記録紙上のトナーを溶融させて記録紙に圧着させる。

この後、記録紙の片面のみに記録する場合は、排紙トレー２１８に排出される。また、記録紙の両面に記録する場合には、両面ユニット２１９において記録紙の表裏を反転し、再び上流の２次転写装置２１６側に搬送する。作像部２１１では次の画像について同様の動作を繰り返し、搬送されてきた記録紙の裏面に画像を転写し、定着した後、排紙トレー２１８に排紙する。

このような電子写真方式による画像形成装置２００は、装置内に備えられる画像形成要素が環境変化の影響を受けやすく、特に、温度及び湿度によって特性が変化する。そのため、この特性の変化に対応する必要がある。

温度に関しては、画像形成装置２００の装置内に設けられた書込装置２１３、定着装置２１７、現像部２１４及び感光体（像担持体）２１２などを回転駆動させる駆動モータなどの様々な箇所で発熱し、装置内を温度上昇させることが知られている。例えば、現像部２１４においては、現像部２１４内の現像剤を撹拌搬送する現像剤撹拌搬送部材を駆動した際に、現像剤撹拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱、あるいは現像剤同士の摺擦による摩擦熱が、装置内の温度上昇の原因となる。

また、現像剤を現像領域に搬送する前に現像剤担持体（現像ローラ）上に担持されている現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と現像剤との摺擦による摩擦熱、あるいは現像剤規制部材による規制の際の現像剤同士の摺擦による摩擦熱も、現像装置内の温度を上昇させる原因となる。

このように現像部２１４内の温度が上昇すると、トナーの帯電量が低下してトナー付着量が増加し、所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して凝集し、現像剤規制部材、現像剤担持体、あるいは像担持体などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じるおそれがある。特に、近年、定着エネルギを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いることが多くなっており、このような溶融温度の低いトナーでは、トナーの凝集による異常画像などが生じやすい。

湿度については、画像形成装置２００では、トナー、キャリアなどの帯電微粒子及び帯電している感光体２１２を用いて作像するので、装置内部の空気の組成、特に湿度の影響によりそれらの帯電状態が変化することによって画像品質が不安定となってしまう。例えば、電子写真装置に使用するトナー及びキャリアなどの帯電微粒子は高分子樹脂に帯電制御剤を添加することで静電的な帯電状態を安定化するように設計されている。しかし、高分子樹脂の電気的な特性は疎水化処理などを尽くしても気中の水分を取り込み、電気抵抗、粉体同士の摩擦係数あるいは流動性変化などを引き起こす。その結果、現像部２１４内のトナー帯電量を低下させてしまい、濃度上昇などの画質変動を招いてしまう場合がある。

放電現象を利用している帯電部では、放電に伴って硝酸化合物が生成され、これが気中の水分と結合することにより硝酸及び硝酸塩などのイオン化物質が感光体２１２の表面に付着する。この付着により感光体２１２の表面の劣化が加速され、感光体２１２の異常磨耗を招く原因となる。また、イオン化物質によって表面が導電化することによる静電潜像のぼやけ、いわゆる画像流れが発生してしまう。

このような問題に対応するには、基本的には画像形成装置２００内、あるいは画像形成装置２００内の作像要素に対して空調を行えばよい。図１０は、空調を行うための一般的な蒸気圧縮式冷凍機の構成及び動作原理を示す図である。図１０（ａ）において、蒸気圧縮式冷凍機は冷媒を圧縮する圧縮機１０１、冷媒と空気との熱交換を行う第１の熱交換器（凝縮器）１０２、第２の熱交換器（蒸発器）１０３、冷媒を減圧する膨張弁１０４、及び冷媒の流路を切り替える四方弁１０５から構成される。また、以下のサイクルを繰り返すことで、空気を加熱したり、冷却したりすることができる。
１． 圧縮 ：低圧・低温の冷媒蒸気を圧縮機１０１により圧縮して高圧・高温の冷媒蒸気にする。
２． 凝縮 ：圧縮機１０１で高圧・高温になった冷媒蒸気を第１の熱交換器１０２に送り、空気と熱交換させて冷却し、冷媒液にする（空気は加熱される）。
３． 膨張 ：第１の熱交換器１０２により液化された高圧の冷媒液を膨張弁１０４により減圧する。
４． 蒸発 ：膨張弁１０４で減圧された冷媒液を第２の熱交換器１０３で蒸発させ、空気から熱を奪う（空気は冷却される）。

前記過程は、図１０（ｃ）の温度ＴとエントロピＳのＴ−Ｓ線図で説明される。圧縮機１０１は、冷媒の乾き飽和蒸気Ａを第１の熱交換器１０２における所定温度に対する飽和蒸気圧以上の圧力まで圧縮し、過熱飽和蒸気Ｂにして第１の熱交換器１０２に送る。第１の熱交換器１０２に送られた過熱飽和蒸気Ｂは空気との熱交換によって熱Ｑ１を捨てて、冷やされて液化し、飽和液Ｃになる。この飽和液Ｃは膨張弁１０４に送られ、膨張弁１０４によって等エンタルピ膨張を行い、湿り蒸気Ｄになって第２の熱交換器１０３に送られる。第２の熱交換器１０３に送られた湿り蒸気Ｄは空気から熱量Ｑ２を吸収し、気化して乾き飽和蒸気Ａに戻る。

図１０（ｂ）は図１０（ａ）の状態から四方弁１０５を切り替えたときの状態を示す図である。すなわち、図１０（ａ）に示すように、四方弁１０５により冷媒の流路を、
圧縮機１０１→第１の熱交換器１０２→膨張弁１０４→第２の熱交換器１０３
という状態から図１０（ｂ）に示すように
圧縮機１０１→第２の熱交換器１０３→膨張弁１０４→第１の熱交換器１０２
となるように切り替えることにより、第１の熱交換器１０１と第２の熱交換器１０３を凝縮器と蒸発器及び蒸発器と凝縮器として機能させることができる。

また、制御気流の湿度制御のための加湿手段としては、ヒータなどで水を加熱して蒸気に変えるスチーム式、水を含んだ気化媒体に風を当てて気化させる気化式、水を超音波振動により細かな粒子とする超音波式などがある。また、湿度制御のための方式としては、水を露点温度以下にして結露させる冷却方式、水分吸着性の高い固体に空気中の湿気を吸着させる吸着方式などが一般的である。

ところで、画像形成装置内部の温度や湿度を制御する方式として循環方式と環境排気・吸気方式とがある。循環方式とは、空調装置により生成される制御気流を画像形成装置内の制御対象箇所に供給し、その空気を再び空調装置が吸気する方式である。環境排気・吸気方式とは、空調装置により生成される制御気流を画像形成装置内の制御対象箇所に供給し、そのまま画像形成装置外に排気し、空調装置は画像形成装置外のフレッシュエアーを吸気する方式である。

この環境排気・吸気方式の例として例えば特許第３９６８２５４号公報（特許文献１）に記載された画像形成装置が知られている。この公報には、次のことが記載されている。すなわち、この画像形成装置では、作像モジュールにより形成される感光体周りの略密閉空間は完全な密閉空間ではなく外気に連通する。例えば、画像形成装置本体内で露光装置よりも奥部に配設された空調装置（手段）が、分岐された排気管を通じて各感光体単位で連結されている。また、外気取り込み用の吸気管が空調装置に連結されている。これにより、空調装置は例えば温度３０℃、湿度９０％の大気を吸気管より取り込み、温度３０℃、湿度５０％の除湿された空気として排気管を通じて略密閉空間内の各感光体周りに向けて排出することができる。

環境排気・吸気方式はダクト構成が単純であり、空調装置の設置が容易である。また、画像形成装置外の温度が低い場合、あるいは出力が低い空調装置を使用する場合は、制御対象箇所を通過した後の空気の温度が画像形成装置外の温度より高くなる。そこで、循環方式と環境排気・吸気方式とを比較すると、後者のほうが空調装置の吸気温度が低いため、より低いエネルギで所定の温度の制御気流を生成することができる。

しかしながら、環境排気・吸気方式は常に画像形成装置外の空気を吸気するため、下記の不具合が指摘されていた。すなわち、
・空調装置が冷却運転をする際、前記蒸発器において画像形成装置外の空気を冷却して制御対象箇所に供給するが、その際に画像形成装置外の空気が露点以下の温度に達すると結露が発生する。
・環境排気・吸気方式は常に画像形成装置外の空気を吸気するため、画像形成装置外の相対湿度が高い場合には、蒸発器において結露が発生し続けることになり結露水の処理が必要となってしまう。
などの点である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、環境排気・吸気方式の空調装置における結露の発生を抑制することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、外部環境における空気を加熱又は冷却して制御気流を生成し、制御対象箇所に前記制御気流を供給する空調装置であって、前記制御対象箇所の温度検出値に基づいて前記供給する制御気流の温度範囲と流量を冷却運転時に前記空調装置内で結露しない範囲で設定することを特徴とする。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。

本発明によれば、環境排気・吸気方式の空調装置における結露の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態における実施例１に係る画像形成装置の環境制御構成の概略を示す図である。 実施例１の空調装置の動作手順を示すフローチャートである。 実施例１の空調装置のコントローラによる運転制御条件を表形式で示す図である。 実施例１における画像形成装置の設置環境と最も露点の高い条件を示す図である。 実施例２に係る空調装置と画像形成装置の構成を示す概略図である。 実施例２の空調装置の動作手順を示すフローチャートである。 実施例２における空調装置のコントローラによる運転制御条件を表形式で示す図である。 実施例３に係る空調装置と画像形成装置の構成を示す概略図である。 従来から一般的に実施されている画像形成装置の概略構成を示す図である。 空調を行うための一般的な蒸気圧縮式冷凍機の構成及び動作原理を示す図である。

本発明は、空調装置が冷却時に生成する制御気流の温度を装置外の空気の露点以上とし、制御気流の流量の増減で冷却熱量を制御することを特徴とする。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について実施例を挙げて説明する。なお、以下の実施例において同一若しくは同一を見なせる各部には同一の参照符号を付し、重複する説明あるいは図示は適宜省略する。

図１は実施例１に係る画像形成装置の環境制御構成の概略を示す図である。画像形成装置自体は前述の図９に示した従来技術と同様である。

環境制御構成は、画像形成装置２００内の環境制御箇所１、この環境制御箇所１を制御対象とする空調装置２及びダクト３から基本的に構成されている。本実施例の画像形成装置２００においては温度制御が必要な箇所として環境制御箇所１が存在する。環境制御箇所１は、画像形成装置２００の構成によって異なるが、単数若しくは複数である。ここでは、説明を簡単にするために単数として説明する。

空調装置２は画像形成装置２００の本体筐体の外側に設けられている。空調装置２は、前記蒸気圧縮式冷凍機である。本実施例において、予め実験やシミュレーションにより求めたファン２５（図１０におけるファン１０３ａに対応）の回転数と制御気流流量との関係に基づいて、コントローラ２４は、ファン２５の回転数を制御することで所望の制御気流流量に制御することができる。また、コントローラ２４は、風温センサ２７の検出値に基づいて、コンプレッサ２６（図１０における圧縮機１０１に対応）を適切に駆動することにより、所望の制御気流温度に制御（フィードバック制御）することができる。空調装置２は、吸気口２１より画像形成装置２００外の外部環境の空気を吸って、熱交換器２２（図１０における第１の熱交換器（凝縮器）１０２又は第２の熱交換器（蒸発器）１０３に対応）により加熱又は冷却又は加熱も冷却もせず（空調装置のコンプレッサ２６（図１０における圧縮機１０１に対応）が停止した状態で熱交換器２２を通過させる）制御気流を生成して、空調装置２の送風口２３より画像形成装置２００内のダクト３に供給する。

ダクト３は環境制御箇所１と接しており、制御気流が環境制御箇所１に送風され、熱交換することによって環境制御箇所１の温度を制御する。環境制御箇所１には温度センサ１１が設けられ、空調装置２のコントローラ２４は温度センサ１１の検出値に基づいて制御気流の温度及び流量の目標値を設定する。そして、風温センサ２７の検出値に基づいてコンプレッサ２６を駆動し、また、ファン２５を適宜制御することで、制御気流が前記制御気流の温度及び流量の目標値になるように制御する。ダクト３は排気口３１により画像形成装置２００外と連通しており、環境制御箇所１を通過した制御気流はこの排気口３１から画像形成装置２００外の外部環境に再び排気される。

コントローラ２４は、ＣＰＵ（中央処理装置）を備え、空調装置２の各部を制御するとともに、前述の制御気流の温度及び流量を制御する。ＣＰＵは制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは図示しないメモリに格納され、実行すべき命令（ある数値又は数値の並び）を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。

図２は、本実施例の空調装置２の動作手順を示すフローチャートである。この動作手順は空調装置２のコントローラ２４のＣＰＵが実行する。

同図において、画像形成装置２００が稼働を開始すると、空調装置２のコントローラ２４は環境制御箇所１の温度センサ１１から環境制御箇所１の温度Ｔを取得する（ステップＳ１０１）。次いで、加熱運転か、冷却運転か、コンプレッサを停止し、ファンのみを駆動する停止運転かを判定する運転判定処理が実行される（ステップＳ１０２）。

運転判定処理では、環境制御箇所１の許容温度下限ｔ１、環境制御箇所１の温度上限ｔ５とした場合に
ｔ２＝ｔ１＋（ｔ５−ｔ１）×０．２５ ・・・（１）
で表される比較温度ｔ２と、環境制御箇所１の温度Ｔとの比較が行われる。そして、
Ｔ＜ｔ１ ・・・（２）
であれば、空調装置２は加熱運転を行う（ステップＳ１０３）。また、
ｔ２≦Ｔ ・・・（３）
であれば、空調装置２は冷却運転を行う（ステップＳ１０４）。さらに、
ｔ１≦Ｔ＜ｔ２ ・・・（４）
であれば、空調装置２は、停止運転を行う（ステップＳ１０５）。停止運転とは、前述のようにコンプレッサ（図９における圧縮機１０１に対応）が停止した状態でファン（図９における符号１０３ａに対応）のみ動作させて熱交換器２２を通過させる運転状態である。

このような運転を行った後、画像形成装置２００の稼働状態を判定し、稼働継続と判定されれば（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻ってステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。稼働停止と判定されれば（ステップＳ１０６:ＹＥＳ）、画像形成装置 ２００の稼働を停止し、処理を終える。

図３は空調装置２のコントローラ２４による運転制御条件を表形式で示す図である。運転制御条件とは、この場合、環境制御箇所条件に対する制御気流温度Ｔｃ及び制御気流流量Ｌｃを意味する。

ステップＳ１０３の加熱運転処理では、前記環境制御箇所１の温度Ｔがｔ１以上になるように制御気流温度Ｔｃ及び制御気流流量Ｌｃを制御する。すなわち、空調装置２を
Ｔ≧ｔ１
となるように加熱運転する。加熱運転の詳細は省略するが、加熱運転は、例えば前述の図９（ａ）の冷却運転から四方弁１０５を切り替え図９（ｂ）の状態で運転することにより行われる。

ステップＳ１０４の冷却運転処理では、第１の比較温度ｔ２と上限温度ｔ５の間を、
ｔ３＝ｔ１＋（ｔ５−ｔ１）×０．５ ・・・（５）
ｔ４＝ｔ１＋（ｔ５−ｔ１）×０．７５ ・・・（６）
なる第２及び第３の比較温度ｔ３，ｔ４により分割する。そして、
ｔ２≦Ｔ＜ｔ３
では、制御気流温度Ｔｃは、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ｄ
かつ、制御気流流量Ｌｃが、
Ｌｃ＝Ｌmax×０．７
となるようにする。また、
ｔ３≦Ｔ＜ｔ４
では、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ｃ
かつ、
Ｌｃ＝Ｌmax×０．８
となるようにする。さらに、
ｔ４≦Ｔ＜ｔ５
では、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ｂ
かつ
Ｌｃ＝Ｌmax×０．９
となるようにする。加えて、
ｔ５≦Ｔ
では、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ａ
かつ
Ｌｃ＝Ｌmax
とする。

この際の、画像形成装置２００外の空気の露点とは、予め画像形成装置２００の規格として定められている設置環境温湿度範囲における露点の最大値である。すなわち、画像形成装置２００が設置される環境条件における最も高い露点である。また、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、
０≦ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ
露点＋ｄ＜ｔ２
なる定数である。Ｌmaxは、空調装置２のファン（図９のファン１０３ａに対応）による制御気流の最大流量である。

このように取得した環境制御箇所１の温度Ｔに基づいて、条件を設定して制御することにより、環境制御箇所１の温度Ｔが高くなるに従い、制御気流温度Ｔｃを画像形成装置２００外の空気の露点を超えない範囲で低く、制御気流の流量を高く設定することができる。その結果、空調装置２における結露の発生を抑制しながら、冷却熱量を制御することが可能となる。すなわち、本実施例では、空調装置２の冷却運転時は前記制御気流の温度を予め設定された温度以上の範囲で上下させ、前記制御気流の流量を増減させ、冷却熱量を制御し、結露の発生を抑制している。前記制御気流の制御は、例えば前述のように風温センサ２７の検出値に基づいて実行される。

なお、ステップＳ１０５の停止運転処理では、図示しない空調装置２のコンプレッサ（圧縮機）が停止した状態で熱交換器２２を通過させる。このため、制御気流温度Ｔｃは画像形成装置２００外の空気の温度と同等となる。また、制御気流流量Ｌｃは
Ｌｃ＝Ｌmax×０．７
とする。

図４は、本実施例における画像形成装置２００の設置環境と最も露点の高い条件をグラフで示す図である。本実施例の画像形成装置２００は、製品規格として、温度下限、温度上限、相対湿度下限、相対湿度上限を定め、Ａ点（温度下限、相対湿度下限）、Ｂ点（温度下限、相対湿度上限）、Ｃ点（温度上限、相対湿度上限）、Ｄ点（温度上限、相対湿度下限）に囲まれる領域を設置環境としている。

露点ｔｄ（℃）は、
（ａ）空気の温度ｔ（℃）と相対湿度Ｈ（％ＲＨ）から水蒸気圧Ｅ（Ｐａ）を求める。
そして、
（ｂ）その水蒸気圧を飽和水蒸気圧とする温度を求める。
ことにより導出できる。

ここで、（ａ）の場合、温度ｔ（℃）の飽和水蒸気圧ＥＷ（Ｐａ）は、
ｌn(ＥＷ)＝−６０９６．９３８５×（ｔ＋２７３．１５）^−１＋２１．２４０９６４２
−２．７１１１９３×１０^−２×（ｔ＋２７３．１５）
＋１．６７３８５２×１０^−５×（ｔ＋２７３．１５）^２
＋２．４３３５０２×ｌn（ｔ＋２７３．１５） ・・・（７）
として示されるｓｏｎｎｔａｇの式より求めることができる（ｌnは自然指数ｅを底とする対数）。

さらに、相対湿度Ｈ（％ＲＨ）のときの水蒸気圧Ｅ（ｈＰａ）は、
Ｅ＝ＥＷ×Ｈ／１００ ・・・（８）
で求められる。

また、（ｂ）の場合、（８）式で求められるＥを用いて、
ｙ＝ｌn（Ｅ／６１１．２１３）
なるｙより、露点ｔｄは、
ｙ≧０のとき
ｔｄ＝１３．７１５×ｙ＋８．４２６２×１０^−１×ｙ^２
＋１．９０４８×１０^−２×ｙ^３＋７．８１５８×１０^−３×ｙ^４
ｙ＜０のとき
ｔｄ＝１３．７２０４×ｙ＋７．３６６３１×１０^−１×ｙ^２
＋３．３２１３６×１０^−２×ｙ^３＋７．７８５９１×１０^−４×ｙ^４
として求められる。

なお、絶対湿度が最も高い点の露点が最も高いが、本実施例においはＣ点（温度上限、相対湿度上限）の露点により前記の制御が行われる。

図５は、実施例２に係る空調装置と画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施例は、実施例１の構成に対して画像形成装置２００外の空気の温湿度を検出する周囲環境検出手段として温湿度センサ４を別途設けたものである。その他の各部の構成は実施例１と同様である。

本実施例では、空調装置２のコントローラ２４は外部環境（周囲環境）の温度状態及び湿度状態を検出する温度センサ１１と温湿度センサ４の検出値に基づいて制御気流の温度を制御する。

図６は、空調装置の動作手順を示すフローチャートである。この動作手順は空調装置２のコントローラ２４のＣＰＵが実行する。

この図６に示したフローチャートは、実施例１における図２に示したフローチャートのステップＳ１０４の処理をステップＳ１０４−１，Ｓ１０４−２，Ｓ１０４−３の３つのステップに置き換えたもので、その他の各処理は実施例１と同様なので、異なる処理についてのみ説明する。

このフローチャートでは、ステップＳ１０２で、比較温度ｔ２と環境制御箇所１の温度Ｔとを比較し、
ｔ２≦Ｔ
の場合に、コントローラ２４は温湿度センサ４から画像形成装置２００外の空気の温度と湿度を取得し（ステップＳ１０４−１）、取得した温度及び湿度の値から画像形成装置２００外の空気の露点を導出する（ステップＳ１０４−２）。そして、露点を導いた後、冷却運転を行い、画像形成装置２００の稼働継続か稼働停止かを判断する（ステップＳ１０６）。稼働継続であればステップＳ１０１に戻し、稼働停止であると、画像形成装置２００の稼働を停止し、処理を終える。

図７は空調装置２のコントローラ２４による運転制御条件を表形式で示す図である。運転制御条件とは、この場合、環境制御箇所条件に対する制御気流温度Ｔｃ及び制御気流流量Ｌｃを意味する。

ステップＳ１０３の加熱運転処理では、環境制御箇所１の温度Ｔがｔ１以上になるように制御気流温度Ｔｃ及び制御気流流量Ｌｃを制御する。すなわち、空調装置２を
Ｔ≧ｔ１
となるように加熱運転する。加熱運転の詳細は省略するが実施例１の場合と同様である。

ステップＳ１０７の冷却運転処理では、第１の比較温度ｔ２と上限温度ｔ５の間を、
ｔ３＝ｔ１＋（ｔ５−ｔ１）×０．５ ・・・（５）
ｔ４＝ｔ１＋（ｔ５−ｔ１）×０．７５ ・・・（６）
なる第２及び第３の比較温度ｔ３，ｔ４により分割する。そして、
ｔ２≦Ｔ＜ｔ３
では、制御気流温度Ｔｃが、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ａ
かつ、制御気流流量Ｌｃが、
Ｌｃ＝Ｌmax×０．５
となるようにする。また、
ｔ３≦Ｔ＜ｔ４
では、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ａ
かつ
Ｌｃ＝Ｌmax×０．６
となるようにする。さらに、
ｔ４≦Ｔ＜ｔ５
では、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気の露点＋ａ
かつ
Ｌｃ＝がＬmax×０．８
となるようにする。加えて、
ｔ５≦Ｔ
では、
Ｔｃ＝画像形成装置外の空気が露点＋ａ
かつ
Ｌｃ＝Ｌmax
とする。

なお、露点＋ａは、本実施例ではａ＝３℃とした。また、Ｌmaxは、空調装置２のファン（図９のファン１０３ａに対応）による制御気流の最大流量である。

このように取得した環境制御箇所１の温度Ｔに基づいて、条件を設定して制御することにより、常に画像形成装置２００外の空気の温湿度に合わせて制御気流温度Ｔｃを画像形成装置２００外の空気の露点を超えない範囲で低く、制御気流流量Ｌｃを高く設定することが可能となる。その結果、空調装置２における結露の発生を抑制しながら、冷却熱量を制御することができる。

なお、ステップＳ１０５の停止運転処理では、実施例１と同様に図示しないコンプレッサが停止した状態で熱交換器２２を通過させる。このため、制御気流温度Ｔｃは画像形成装置２００外の空気の温度と同等となる。また、制御気流流量Ｌｃは
Ｌｃ＝Ｌmax×０．７
とする。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。

図８は、実施例３に係る空調装置と画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施例は、実施例１の構成に対して空調装置２の熱交換器２２が荷重センサ５上に設けたられたものである。その他の各部は実施例１と同様である。

本実施例の空調装置２のコントローラ２４は、荷重センサ５の検出値に基づいて熱交換器２２での結露量を検出することができる。本実施例においては、荷重センサ５の検出値が予め実験により確認した空調装置２内部及び画像形成装置２００を汚染する結露量に達した場合に、空調装置２及び画像形成装置２００の出力を停止する。これにより、空調装置２の停止以後に空調装置２内で結露が生じることがなくなる。そのため空調装置２内部と画像形成装置２００の汚染を防止することができる。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。

なお、実施例１ないし３においては、空調装置２は画像形成装置２００の本体筐体の外側に設けられているが、本体筐体内に搭載することもできる。本体筐体内に搭載すると、ダクト３の長さを短くし、ダクト３による圧力損失を小さくし、あるいは環境制御箇所１に至る前のダクト３内において制御気流が周囲の熱の影響を受けることを抑制することもできる。

また、実施例１及び２における冷却運転時の制御気流温度Ｔｃの設定条件は、画像形成装置２００外の空気の露点以上であればよく、実施例１及び２に示した条件に限定されるものではない。実施例１では、露点以上の所定の温度とすることも可能である。また、冷却運転時の制御気流流量Ｌｃも、環境制御箇所１の温度Ｔの上昇に応じて冷却性能が上がるように制御できればよく、実施例１及び２に示した流量に限定されるものではない。

以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。なお、以下の効果の説明では、本実施形態の各部について、特許請求の範囲における各構成要素をかっこ書き若しくは参照符号で示すことにより対応させている。

１） 外部環境における空気を加熱又は冷却して制御気流を生成し、制御対象箇所１に前記制御気流を供給する空調装置２であって、前記制御対象箇所１の温度検出値Ｔに基づいて前記供給する制御気流温度Ｔｃ（制御気流の温度）と制御気流流量Ｌｃ（流量）を設定するコントローラ２４（設定手段）を備え、前記コントローラ２４（設定手段）は、冷却運転時は前記空調装置２内で結露しないように予め設定された温度範囲ｔ１〜ｔ５で前記制御気流流量Ｌｃを設定するので、空調装置２内における結露の発生を抑制することができる。すなわち、本構成により、制御気流の温度の低下しすぎに伴う結露という不具合を回避しながら、制御対象箇所１を冷却することができる。

２） 前記コントローラ２４（設定手段）は、前記予め設定された温度範囲ｔ１〜ｔ５内で複数の範囲ｔ１〜ｔ２，ｔ２〜ｔ３，ｔ３〜ｔ４，ｔ４〜ｔ５をさらに設定し、当該範囲毎に前記流量Ｌmax０．８，Ｌmax０．５，Ｌmax０．６，Ｌmax（＝制御気流の最大流量）を設定するので、１）と同様の効果を得ることができる。

３） 前記予め設定された温度が、外部環境の空気の露点であるので、画像形成装置２００外の外部環境の空気の温度が低下する際に発生する結露の量を抑制することができる。

４） 前記露点が、前記外部環境の環境条件における最も高い露点であるので、画像形成装置２００外の外部環境の空気の温度及び湿度を検出することなく、結露の発生を確実に抑制することができる。

５） 前記外部環境の空気の温度及び湿度を検出する温湿度センサ４（周囲環境検出手段）を備え、前記コントローラ２４（制御手段）は、前記外部環境の空気の露点を前記温湿度センサ４（周囲環境検出手段）の検出値から導出するので、空調装置２が冷却運転を行う際に、画像形成装置２００外の空気の状態（露点）に合わせて制御気流の温度を調整することができる。これにより、空調装置２において、結露の発生を確実に抑制しながら制御気流の温度を下げることができる。

６） 画像形成装置２００が前記空調装置２を備えているので、画像形成装置２００が前記１）ないし４）に記載した効果を得ることができる。

７） 画像形成装置２００が前記制御対象箇所１の温度を検出する温度センサ１１（温度検出手段）を備え、前記コントローラ２４（制御手段）は前記温度センサ１１（温度検出手段）によって検出された前記制御対象箇所１の温度検出値に基づいて前記制御を実行するので、確実に結露の発生を抑制することができる。

８） 前記空調装置２内の結露の量を検出する荷重センサ５（結露量検出手段）を備え、冷却運転時に前記荷重センサ５（結露量検出手段）で検出された結露量Ｄ（結露の量）が予め設定した値より大きくなった場合に前記画像形成装置２００及び前記空調装置２の稼働を停止するので、結露による画像形成装置２００内の汚染や画像形成装置２００の故障を防止することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ 制御対象箇所
２ 空調装置
４ 温湿度センサ
５ 荷重センサ
１１ 温度センサ
２４ コントローラ
２００ 画像形成装置
Ｌｃ 制御気流流量
Ｔ 温度検出値
Ｔｃ 制御気流温度

特許第３９６８２５４号公報

Claims (9)

1. 外部環境における空気を加熱又は冷却して制御気流を生成し、制御対象箇所に前記制御気流を供給する空調装置であって、
   前記制御対象箇所の温度検出値に基づいて前記供給する制御気流の温度範囲と流量を冷却運転時に前記空調装置内で結露しない範囲で設定すること
   を特徴とする空調装置。
2. 請求項１に記載の空調装置であって、
   前記設定手段は、前記温度範囲内で複数の範囲をさらに設定し、当該範囲毎に前記流量を設定すること
   を特徴とする空調装置。
3. 請求項１又は２に記載の空調装置であって、
   前記予め設定された温度が、外部環境の空気の露点であること
   を特徴とする空調装置。
4. 請求項３に記載の空調装置であって、
   前記露点が、前記外部環境の環境条件における最も高い露点であること
   を特徴とする空調装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空調装置であって、
   前記設定手段は、複数の予め設定された温度範囲を設定し、当該設定された温度範囲についてそれぞれ流量を設定すること
   を特徴とする空調装置。
6. 請求項３ないし５のいずれか１項に記載の空調装置であって、
   前記外部環境の空気の温度及び湿度を検出する周囲環境検出手段を備え、
   前記設定手段は、前記外部環境の空気の露点を前記周囲環境検出手段の検出値から導出すること
   を特徴とする空調装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空調装置を備えたこと
   を特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置であって、
   前記制御対象箇所の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記設定手段は前記温度検出手段によって検出された前記制御対象箇所の温度検出値に基づいて前記設定を行うこと
   を特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７又は８に記載の画像形成装置であって、
   前記空調装置内の結露の量を検出する結露量検出手段を備え、
   冷却運転時に前記結露量検出手段によって検出された結露の量が予め設定した値より大きくなった場合に前記画像形成装置及び前記空調装置の稼働を停止すること
   を特徴とする画像形成装置。