JP4460928B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気を除湿又は／及び冷却させる空調装置を備える画像形成装置に関するものである。

特開平６−８３１５３号公報 特開平６−８３１５５号公報

ペルチェ素子等を用いた熱交換器により空気の除湿又は／及び冷却を行なう空調装置は周知である。また、このような空調装置を除湿・冷却手段として用いる画像形成装置が、例えば特開平６−８３１５３号公報（特許文献１）、特開平６−８３１５５号公報（特許文献２）などに開示されている。

上記のような空調装置においては、熱交換器の冷却側で結露により水が発生するため、その処理が必要である。上記特許文献１では、回収受け皿を使用することで除湿水を処理している。また、上記特許文献２では、低温部に発生する排水を高温部に導入し加熱・蒸発させて処理している。

しかしながら、上記特許文献１に記載のもののように、回収部に除湿水を溜める構成では、長期間の使用においては大きな回収スペースが必要であり、装置の大型化につながるという問題があった。また、溜まった水を捨てるというメンテナンス作業も必要である。

また、上記特許文献２に記載のものは、排水パイプ及び排水ポンプを用いて低温部から高温部に除湿水を搬送しており、ポンプの駆動に別途動力が必要であるという問題がある。また、ポンプ自体及び配管のスペースや、水を溜めるスペースが必要であり、装置を大型化させ、コストもかかるという問題があった。

本発明は、従来の空調装置を備える画像形成装置における上述の問題を解決し、除湿水処理のためのスペースが大きくならず、簡単な構成で低コストに除湿水の処理を可能な空調装置を備える画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、像担持体上に形成した画像を記録媒体に転写し定着装置で定着して出力する画像形成装置において、低温部から高温部に熱を移動させる熱交換ユニットを備え、前記低温部にて空気を除湿又は／及び冷却を行なう空調装置であって、前記低温部で生じる除湿水を吸収して拡散・搬送する吸収拡散部材を、前記低温部から高温部に亘って配設した空調装置を備え、該空調装置は前記高温部に放熱フィンを有し、前記吸収拡散部材の上方に前記放熱フィンが配置され、前記放熱フィンの上方に前記定着装置が配置され、前記空調装置の低温部を通過した冷却除湿風を前記像担持体を含む作像主要部に送風するとともに、前記定着装置付近の熱気を前記空調装置の高温部に導入させることにより解決される。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記空調装置の前記低温部と前記高温部が略水平方向に配置され、前記吸収拡散部材が略水平に配設されることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記空調装置は、前記除湿水を蒸発させる除湿水蒸発手段を有することを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が前記除湿水蒸発手段であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記除湿水蒸発手段に前記高温部の熱が付与されることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記空調装置は、前記高温部において前記吸収拡散部材に沿って空気を移動させる送風手段を有することを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が、前記送風手段からの風が吹き付けられる送風当接部を有することを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が多孔質材料により形成されることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が繊維部材であることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が布状部材であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が板状部材であることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が１種類の材料により構成されていることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記吸収拡散部材が２種類以上の材料により構成されていることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記熱交換ユニットの熱移動手段がペルチェ素子であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、画像読取部を有し、前記空調装置により除湿又は／及び冷却された空気を前記画像読取部に送風することを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記空調装置により除湿又は／及び冷却された空気を作像主要部に送風することを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、画像読取部を有し、前記空調装置により除湿又は／及び冷却された空気を前記画像読取部に送風することを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、当該画像形成装置内の前記空調装置以外の熱源からの温風を前記空調装置の高温部において前記吸収拡散部材に作用させることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記熱源が定着装置であることを提案する。

本発明の画像形成装置によれば、低温部で生じる除湿水を吸収して拡散・搬送する吸収拡散部材を低温部から高温部に亘って配設したので、従来の空調装置（冷却・除湿装置）のように除湿水を受ける受け皿やそこから除湿水を導くパイプなどが不要であるため、空調装置の小型化が可能である。また、受け皿等に水を貯める構成ではないため、機械の振動や傾きなどによって水漏れ等が発生することもない。さらに、除湿水の搬送にポンプ等を用いないため、除湿水搬送のために別途動力を必要とせず、省エネルギー効果も有している。

請求項２の構成により、低温部と高温部が略水平方向に配置され、吸収拡散部材が略水平に配設されるので、除湿水を低温部から高温部に容易に搬送することができる。

請求項３の構成により、除湿水を蒸発させる除湿水蒸発手段を有するので、貯水タンクが必要ではなく、装置の小型化が可能である。また、タンクに溜まった水を捨てる必要がないので、メンテナンス性も向上する。

請求項４の構成により、吸収拡散部材が除湿水蒸発手段であるので、除湿水の吸収・搬送・蒸発が連続して行なわれ、処理が途切れることがなく高い信頼性のもとに除湿水の処理を行なうことができる。また、吸水・搬送・蒸発という複数の機能に吸水拡散部材を用いていることから、省スペース化及び低コスト化を実現することができる。

請求項５の構成により、除湿水蒸発手段に高温部の熱が付与されるので、除湿水の蒸発作用を促進させることができる。また、除湿水を蒸発させるために別途熱源を設ける必要がない。

請求項６の構成により、高温部において吸収拡散部材に沿って空気を移動させる送風手段を有するので、効率的に除湿水を蒸発させることができる。
請求項７の構成により、吸収拡散部材が送風手段からの風が吹き付けられる送風当接部を有するので、除湿水の蒸発が効果的に行なわれ、蒸発能力をさらに向上させることができる。

請求項８の構成により、吸収拡散部材が多孔質材料により形成されるので、除湿水の吸収・拡散（搬送）を効率良く行なうことができる。
請求項９の構成により、収拡散部材が繊維部材であるので、高い吸水性と安定した搬送を行なうことができる。

請求項１０の構成により、吸収拡散部材が布状部材であるので、複雑な形状での利用がしやすく、ケース内壁や角部などに沿った取り付けが容易であり、設計上の自由度を増加させることが可能である。

請求項１１の構成により、収拡散部材が板状部材であるので、部材の加工がしやすく、固定・組み付けも容易である。
請求項１２の構成により、吸収拡散部材が１種類の材料により構成されているので、部材コストを抑制することができる。

請求項１３の構成により、吸収拡散部材が２種類以上の材料により構成されているので、場所や機能に適した部材の組み合わせで吸水拡散部材を構成することができ、吸水・搬送・蒸発性に優れ、かつ使いやすい吸水拡散部材を提供できる。

請求項１４の構成により、熱交換ユニットの熱移動手段がペルチェ素子であるので、小さなスペースで効率良く熱交換を行なうことができ、空調装置の小型化及び低コスト化が実現できる。

請求項１５の構成により、空調装置により除湿又は／及び冷却された空気を画像読取部に送風するので、画像読取部を除湿・冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る空調装置の一例を示す平断面図である。また、図２は、その縦断面図である。これらの図に示す本例の空調装置１は、ケース２の内部に、ペルチェ素子（熱電素子）３を用いた熱交換ユニットを配置している。本例の構成では、ペルチェ素子３の図において右側が発熱面、左側が吸熱面になっている。ペルチェ素子３の発熱面には、熱伝導部材（図中省略）を挟んで放熱フィン４が圧接されている。同様に、ペルチェ素子３の吸熱面には、熱伝導部材（図中省略）を挟んで冷却フィン５が圧接されている。したがって、本例の空調装置１では、ケース２内で隔壁６を挟んで図１の右側が高温部、左側が低温部となっている。なお、放熱フィン４と冷却フィン５の間には断熱部材７が設けられ、放熱フィン４と冷却フィン５間の熱の伝導を防いでいる。

ケース２は図１の上側及び下側の端面が開口され、高温部及び低温部にそれぞれ配置されたファン８，９が図示しない駆動手段により回転されることによって、ケース２内を図１の上から下方向に（図１に太矢印で示すように）空気が通過する。高温部のファン８は放熱フィン４から空気を吸い込んで排熱するためのファンであり、低温部のファン９は冷却フィン５に空気を送るためのファンである。

図２の縦断面図から判るように、本例の空調装置１では、ペルチェ素子３を挟んで放熱フィン４と冷却フィン５がほぼ水平に配置されており、それらの下部に吸水拡散部材１０が敷設されている。この吸水拡散部材１０は、冷却フィン５の下部から放熱フィン４の下部まで、すなわち、低温部から高温部まで連続して（つながって）配設されている。また、図１から判るように、高温部においては、放熱フィン４の下部だけでなく、その上流側（空気の流れの上流側）から下流側まで連続して吸水拡散部材１０が敷設されている。

上記のような構成の空調装置１において、ペルチェ素子３に通電することによって、ペルチェ素子の一方の面から他方の面に熱が移動し、本例では冷却フィン５が冷却されて放熱フィン４が加熱される。したがって、冷却フィン５内を通過する空気は冷却され、同時に結露が生じることで除湿される。一方、放熱フィン４内を通過する空気は加熱される。この空調装置１を画像形成装置に搭載する場合は、画像形成装置の機内空気を空調装置１内に導入し、低温部を通過した冷却除湿風を冷却が必要な部分、例えば作像主要部等へ送って冷却を行なう。また、高温部を通過した排熱温風は、通常は画像形成装置の機外に排出する。

さて、本実施形態の空調装置１では、冷却フィン５が冷却されることによって結露が生じ、その結露した水（以下、除湿水と称す）が冷却フィン５の下部に落下する。本例では、上述したように冷却フィン５の下部から放熱フィン４の下部に亘って吸水拡散部材１０を敷設しているので、冷却フィン５から落下した除湿水ｗ（図２）は吸水拡散部材１０により吸収・拡散され、水平方向に搬送される。本例では当然冷却フィン５の下部に、すなわち高温部に除湿水が搬送される。

本例の空調装置１では、除湿水を吸水拡散部材１０が吸収・拡散して搬送するので、従来の空調装置（冷却・除湿装置）のように除湿水を受ける受け皿やそこから除湿水を導くパイプなどが不要であるため、空調装置（冷却・除湿装置）の小型化が可能である。また、受け皿等に水を貯める構成ではないため、機械の振動や傾きなどによって水漏れ等が発生することもない。さらに、除湿水の搬送にポンプ等を用いないため、除湿水搬送のために別途動力を必要とせず、省エネルギー効果も有している。

そして、吸水拡散部材１０により高温部に搬送された除湿水は、放熱フィン４の熱によって暖められて蒸発し温風として排出される。したがって、貯水タンク及びタンクに溜まった水を捨てる必要がなく、省スペース化及びメンテナンス性向上が可能である。

また、本例では、放熱フィン４の下部だけでなくその前後にも吸水拡散部材１０が敷設されているので、高温部において放熱フィン４を空気が通過する前後で吸水拡散部材１０に沿って風を送る構成であり、省スペースで水の蒸発を可能としている。特に、放熱フィン４を通過後の風は放熱フィン４に暖められて温風となっており、水の蒸発能力をさらに向上させている。また、この温風は、熱交換によって生じる温風であるため、除湿水蒸発のために他の熱源を用いておらず、省エネルギーである。

また、熱交換手段としてペルチェ素子（熱電素子）を用いることにより、小さなスペースで効率良く熱交換を行なうことができ、空調装置の小型化及び低コスト化が実現できる。

なお、本例の空調装置１を画像形成装置に搭載する場合には、画像形成装置の内部の発熱源、例えば定着装置付近の空気を空調装置１の高温部に導入させ、吸水拡散部材１０に作用させて除湿水蒸発のために利用してやれば、除湿水蒸発をより促進させることができる。

また、本実施形態では、吸水拡散部材１０による除湿水の吸収・搬送（拡散）・さらにそこからの蒸発が連続して行なわれることから、処理が途切れることがなく高い信頼性のもとに除湿水の処理を行なうことができる。また、吸水・搬送・蒸発という複数の機能に吸水拡散部材１０を用いている（一つの部材が複数の機能を有する）ことから、省スペース化及び低コスト化を実現することができる。

吸水拡散部材１０としては、吸水性・拡散性に優れた多孔質材料や繊維材料などを用いることができる。形状としては板状部材・布状部材のいずれも使用可能である。板状部材としては、発泡樹脂、例えばユニチカ製のユニベックスＳＢ（商品名）を挙げることができる。布状部材としては、一般的な繊維部材あるいは不織布などの吸水性に優れたものを挙げることができる。

吸水拡散部材１０として板状部材を用いる場合は、加工しやすく、固定・組み付けも容易である。また、布状部材を用いる場合は、より複雑な形状での利用がしやすく、ケース内壁や角部などに沿った取り付けが容易であり、設計上の自由度を増加させることが可能である。

また、吸水拡散部材１０を１種類の部材で構成してやれば、部材コストを抑制することができる。
また、吸水拡散部材１０を複数種類の部材で構成することにより、場所や機能に適した部材の組み合わせで吸水拡散部材１０を構成することができ、吸水・搬送・蒸発性に優れ、かつ使いやすい吸水拡散部材１０を提供できる。例えば、装置内の角部には形状対応の容易な布状部材を、他の部分には板状部材を使用するなどが考えられる。また、次に説明する立ち上げ部１０ａに布状部材を用いて除湿水の汲み上げ性を向上させるなどが考えられる。

ところで、図３に示すように、吸水拡散部材１０を立ち上げ、その立ち上げ部１０ａに風、特に放熱フィン４を通過した温風を吹き付けるように構成すると、立ち上げ部１０ａにおいて除湿水の蒸発が効果的に行なわれ、蒸発能力をさらに向上させることができる。吸水拡散部材１０が有する毛細管現象の機能により、搬送されてきた除湿水が立ち上げ部１０ａで風を受け、効率良く蒸発が行なわれる。

図４は、本実施形態の空調装置１を搭載した画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
この図に示す画像形成装置は４連タンデム方式のカラープリンタとして構成されたものであり、装置中央部に作像主要部２０を配している。その図において左方には空調装置１が配備されている。空調装置１は、図２の場合と左右を逆にして、放熱フィン４を左側にして配置している。

図示例のカラープリンタは、装置本体の下部に給紙部１２が設けられ、その上方に作像主要部２０を配置した構成となっている。装置上面には排紙トレイ６０が形成されている。図に破線で記録紙の搬送経路を示すように、給紙部１２から用紙を給送し、作像主要部２０にて形成した画像を用紙上に転写し、定着装置５０で定着して排紙トレイ６０に排紙する。装置側面からは手差し給紙（符号：ｃ）が可能であり、また、装置側面への排紙（符号：ｄ）も可能である。

作像主要部２０には、転写搬送ベルト２１が傾斜配置されている。この転写搬送ベルト２１の上部走行辺に沿って、下から順にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｂｋが並んで配置されている。

各色作像ユニット１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｂｋの構成は同じである。各作像ユニットにおいては、像担持体としての感光体ドラム１５を備えており、該感光体ドラム１５は図示していない駆動手段によって図中時計方向へ回転駆動される。感光体ドラム１５の回りには電子写真プロセスに必要な帯電器、現像ユニット、クリーニング装置等が設けられている。また、各色作像ユニット１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｂｋの上方には光書込み装置１８が配設されている。

このカラープリンタにおけるプリント動作について簡単に説明する。
マゼンタ用の作像ユニット１４Ｍにおいて、感光体ドラム１５の表面は帯電器によって所定の電位に均一に帯電される。露光装置１８においては、パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて図示しないＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラー１７に照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム１５Ｍ上に導き、感光体ドラム１５Ｍ上にマゼンタトナーで現像すべき静電潜像を形成する。この潜像に現像装置からトナーが付与され、マゼンタトナーの可視像となる。

一方、給紙部１２からは転写材として指定された用紙が給紙され、給紙された用紙はレジストローラ対４０に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにして転写搬送ベルト２１上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム１５Ｍに対向する転写位置に到る。この転写位置では、ベルト２１の裏面側に配置された転写ブラシの作用によりマゼンタトナーの可視像が用紙に転写される。

マゼンタ色の場合と同様にして、他の作像ユニット１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム１５の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写搬送ベルト２１によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本例のカラープリンタはフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で用紙に重ね転写される。

トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト２１から分離されて、定着装置５０により定着される。定着を終えた用紙は、装置本体の上面に設けられた排紙トレイ６０に排紙される。

上述したように、空調装置１の低温部を通過した冷却除湿風を作像主要部等へ送り、これらの冷却を行なう。定着装置５０付近の熱気を空調装置１の高温部に導入させ、除湿水蒸発のために利用することが可能である。そして、空調装置１の高温部を通過した排熱温風は、本例ではカラープリンタの機外に排出される。

冷却除湿風を作像主要部へ送風することで、使用されているゴム部品の特性値（硬度、ヤング率等の）変化、あるいは、現像剤の電荷量の変化、トナー特性（流動性等）の変化を抑制することができる。また、高湿条件で発生する画像ボケ等の画質劣化現象を抑制することもできる。これらにより、安定した作像システム、高画質な作像システムを構成することが可能となる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、放熱フィンヤ冷却フィン、あるいは両フィン間の断熱材等は、適宜な形状・大きさ・材料のものを使用可能である。また、吸水拡散部材の大きさや形状等も任意である。また、空調装置は画像形成装置に限らず、例えば、画像読取装置等に搭載することも可能である。

空調装置を画像形成装置に搭載する場合、冷却除湿風の送風先は任意である。例えば、複写機に搭載した場合、発熱の大きなスキャナ部に冷却風を送風しても良い。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいはそれらの複合機であっても構わない。

本発明に係る空調装置の一例を示す平断面図である。 その縦断面図である。 吸水拡散部材の立ち上げ部に温風を吹き付ける様子を示す模式図である。 図１の空調装置を搭載した画像形成装置の一例を示す断面構成図である。

符号の説明

１ 空調装置
３ ペルチェ素子
４ 放熱フィン
５ 冷却フィン
７ 断熱部材
８，９ ファン
１０ 吸水拡散部材
１０ａ 立ち上げ部（送風当接部）
２０ 作像主要部
５０ 定着装置

Claims (15)

1. 像担持体上に形成した画像を記録媒体に転写し定着装置で定着して出力する画像形成装置において、
   低温部から高温部に熱を移動させる熱交換ユニットを備え、前記低温部にて空気を除湿又は／及び冷却を行なう空調装置であって、前記低温部で生じる除湿水を吸収して拡散・搬送する吸収拡散部材を、前記低温部から高温部に亘って配設した空調装置を備え、該空調装置は前記高温部に放熱フィンを有し、
   前記吸収拡散部材の上方に前記放熱フィンが配置され、前記放熱フィンの上方に前記定着装置が配置され、
   前記空調装置の低温部を通過した冷却除湿風を前記像担持体を含む作像主要部に送風するとともに、前記定着装置付近の熱気を前記空調装置の高温部に導入させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記空調装置の前記低温部と前記高温部が略水平方向に配置され、前記吸収拡散部材が略水平に配設されることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記空調装置は、前記除湿水を蒸発させる除湿水蒸発手段を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記吸収拡散部材が前記除湿水蒸発手段であることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記除湿水蒸発手段に前記高温部の熱が付与されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記空調装置は、前記高温部において前記吸収拡散部材に沿って空気を移動させる送風手段を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記吸収拡散部材が、前記送風手段からの風が吹き付けられる送風当接部を有することを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記吸収拡散部材が多孔質材料により形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記吸収拡散部材が繊維部材であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記吸収拡散部材が布状部材であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記吸収拡散部材が板状部材であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記吸収拡散部材が１種類の材料により構成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記吸収拡散部材が２種類以上の材料により構成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記熱交換ユニットの熱移動手段がペルチェ素子であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
15. 画像読取部を有し、前記空調装置により除湿又は／及び冷却された空気を前記画像読取部に送風することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。

Images