JPH09197946A - 画像形成装置における空気循環装置及び空気循環方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置内の空気を循環して、空気の冷
却が確実にでき、構成が簡単で、しかも安価にできる空
気循環装置及び方法を提供する。 【解決手段】 帯電された感光体２の面に光照射により
ネガ静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器３によりネ
ガポジ反転現像しトナー画像として顕像化したのち、用
紙にトナー画像を転写する画像形成装置に使用され、上
記画像形成装置内の空気を循環して該空気の温度調整・
湿度調整・不純物の除去等の少なくとも１つ以上を行う
空気循環装置が、装置内を通る空気のほぼ全部を通過さ
せる空気流路１２と、該空気流路と装置内部の空気とを
強制的に循環するファン１５，１６と、該空気流路に設
けられた放熱板２４と、該放熱板に外気を送風する外気
ファン２５，２６と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式画像形成装置
に関し、特に、装置内を循環させる空気循環装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、装置内に感光
体ドラムを有し、この感光体ドラムの表面を帯電装置で
一様に帯電させ、帯電させた感光体表面に、原稿画像を
光学系で結像させて静電潜像を形成し、これを現像器で
トナー像として顕像化し、用紙に転写する。

【０００３】このような画像形成装置には、定着装置等
の熱源があり、長時間使用していると温度が上昇しすぎ
るので、適宜冷却する必要がある。そして、このような
装置内を冷却するものとして、特開昭６４−５９２５１
号〜特開昭６４−５９２５７号に記載された冷却装置が
知られている。これらの冷却装置は、画像形成装置内に
おいて空気を循環し、それによって冷却するものであ
る。

【０００４】一般に、循環する空気による冷却は非常に
難しい。というのは、基本的に空気により冷却するに
は、空気自身の温度が低くなければならないが、装置内
を循環させるのみでは空気の温度は低下しないばかりか
逆に上昇してしまい、装置内の温度は上昇するだけにな
ってしまうからである。

【０００５】一方、外部の空気で冷却する方式とする
と、外部の温度の変動が大きく、その影響を直接受けて
しまって、調整が困難となる。そのため、上記の従来例
では、装置内の空気を循環させ、熱電冷凍素子などの各
種熱交換機を設けて空気の温度を低下させている。

【０００６】しかし、上記の熱電冷凍素子は高価なもの
なので、画像形成装置のコストを押し上げてしまい、そ
のため、実際に画像形成装置に上記の冷却循環システム
を付加することは、殆ど実施されていなかった。

【０００７】また、上記の感光体面上にプラスまたはマ
イナスの電荷を帯電させるものとして、帯電チャージャ
が多く使用されているが、この帯電チャージャは、コロ
ナ放電用ワイヤとしてφ６０〜１００μｍ程度のタング
ステン線を使用しており、このワイヤに高電圧を印加す
ることにより放電を行っている。このワイヤの放電は均
一性が要求され、放電ムラが発生すると著しい画質の低
下を招いてしまう。例えばネガ・ポジ現像を行った場合
に、本来白地である部分に黒筋が発生するというような
ことがある。

【０００８】このような放電ムラは、装置内の空気中に
浮遊する紙粉やトナーなどのダストや、ワイヤの放電時
に発生する各種化合物等がワイヤ表面に付着することで
発生する。特に化合物の付着が大きな問題であり、この
化合物の発生原因の一つとして、装置内の冷却のために
取り込んだ空気中に含まれる物質が、オゾンにより酸化
することが挙げられる。この現象は装置が設置された室
内において加湿器を使用する場合顕著に増加する傾向に
ある。これは、湿度が高すぎることに起因するものであ
る。一方、放電ムラは低温低湿環境で発生しやすいこと
もあり、上記加湿器と合わせて冬季に多発する傾向があ
る。

【０００９】また電子写真方式では帯電に限らず現像、
転写、分離、クリーニング等も湿度によりその性能は変
動するので湿度は一定であることが望ましい。また、最
近では感光体を帯電するための帯電ローラや、感光体上
のトナーを用紙に転写するための転写ローラあるいは転
写ベルトも多く使用されている。これらのローラやベル
トの抵抗値は温度依存性が非常に大きく、その取り扱い
が非常に難しくなっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事実に
鑑みてなされたもので、外部環境に影響されないよう
に、外気を取り入れることなく装置内の空気を循環で
き、冷却が確実にできて、構成が簡単で、しかも安価に
できる空気循環装置及び循環方法を提供することを目的
としている。

【００１１】また、本発明の別の目的は、装置内の空気
の湿度を一定の範囲内に納め、かつ均一な湿度にするこ
とにより画像の劣化を防ぎ高画質を維持する空気循環装
置及び循環方法を提供することを目的とする。さらに、
放電ムラを防止するために、循環する空気内に含まれる
紙粉やトナーその他のダストの除去も可能な空気循環装
置及び循環方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の空気循環装置は、帯電された感光体面に光
照射によりネガ静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器
によりネガポジ反転現像しトナー画像として顕像化した
のち、用紙にトナー画像を転写する画像形成装置に使用
され、上記画像形成装置内の空気を循環して該空気の温
度調整・湿度調整・不純物の除去等の少なくとも１つ以
上を行う空気循環装置が、装置内を通る空気のほぼ全部
を通過させる空気流路と、該空気流路と装置内部の空気
とを強制的に循環するファンと、該空気流路に設けられ
た放熱板と、該放熱板に外気を送風する外気ファンと、
を有することを特徴としている。

【００１３】上記空気流路内又は画像形成装置内に温度
センサを設けた構成や、上記空気流路内に湿度センサ、
加湿器及び除湿器を設けた構成や、上記空気循環装置に
異物を除去するためのフィルタを設けた構成とすること
が望ましい。

【００１４】また、本発明の空気循環方法は、帯電され
た感光体面に光照射によりネガ静電潜像を形成し、該静
電潜像を現像器によりネガポジ反転現像しトナー画像と
して顕像化したのち、用紙にトナー画像を転写する画像
形成装置に使用され、上記画像形成装置内の空気を循環
して該空気の温度調整・湿度調整・不純物の除去等の少
なくとも１つ以上を行う空気循環方法であって、上記装
置内を通る空気のほぼ全部をファンによって強制的に空
気流路に流し、該空気流路の外側に設けられた放熱板に
より、外気との間で熱交換する構成を特徴としている。

【００１５】また、上記循環される空気が、上記空気流
路のリブによって複数に細分化された分流路を分散して
流れ、上記リブの延長上の放熱板により外気との間で熱
交換したり、上記循環される空気の温度を測定し、該温
度が所定の温度を越えたとき、上記ファンが作動して外
気との間で熱交換を行うようにしたり、上記循環される
空気の湿度を測定し、該湿度の変動が大きい場合、上記
ファンの風量を増加して湿度を均一化したり、上記循環
される空気の湿度を測定し、該湿度が所定範囲未満の場
合は加湿し、所定範囲を越えていれば除湿するようにし
たりすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って説明する。図１は本発明の第１実施例を示す図であ
る。同図により、電子写真式画像形成装置を説明する
と、帯電チャージャ１のコロナ放電で帯電された感光体
２に、図示しない光学系から原稿像が結像され、静電潜
像が形成される。この静電潜像は、現像ユニット３にて
ネガポジ反転され、トナーにより可視像に現像される。
一方、用紙はレジストローラ４によって転写分離チャー
ジャ５に送り込まれる。そして、感光体２上に形成され
たトナー像は、レジストローラ４によって用紙上に転写
される。用紙は、この後、搬送ベルト６によって定着器
７に搬送され、ここでトナー像の定着が行われ、排紙さ
れる。

【００１７】以上の過程において、帯電チャージャ１で
はオゾンが、定着器７では熱が発生する。また電装系で
あるＰＳＵ８でも熱が発生することになる。これら熱や
オゾンを装置内に残しておくと、装置が正常動作せず最
悪の場合には、装置が破壊されることもある。そこで、
一般的にはファンを使用し、これらから発生される熱を
機外に強制的に排出していた。しかし、上述したよう
に、ファンで外部の空気を装置内に取り込んだ場合、装
置を設置した場所の環境により大きく影響を受けること
になる。そこで、本発明は以下の構成を採用した。

【００１８】まず図１に示すように、画像形成装置に
は、裏面に排気口１０と吸気口１１とが形成され、それ
ぞれが、外づけの空気流路１２の吸入口１３及び吐出口
１４に接続される。空気流路１２は装置本体から離れた
位置に描かれているが、これは説明の便宜によるためで
あり、本来は密着して閉鎖空間を構成し、空気が漏れな
いようになっているものである。但しその密閉度は任意
であり、状況によっては装置の隙間からなどから若干空
気の流入、排出をしてもよい。また、空気流路の吸入口
１３と吐出口１４には、それぞれ、空気を強制的に循環
するためのファン１５，１６が設けられている。

【００１９】図２は空気流路１２内を示す図である。空
気流路１２内には、図に示すようなユニット２０が収容
されている。ユニットには、いくつかのリブ２２によっ
て細分化された複数の分流路２３があり、装置内から送
り込まれた空気はこれらの分流路２３のいずれかを通過
する。またユニット２０の上部には、分流路２３を流れ
る空気の熱を発散させるための放熱板２４が立設されて
いる。

【００２０】この放熱板２４は分流路２３中のリブ２２
を延長した位置に設けられており、分流路２３を通る空
気の熱が伝導しやすくなっている。また放熱板２４を分
流路２３の上方に設けて空気の熱が上方に発散しやすく
している。放熱板２４を含むユニット２０全体は、熱伝
導のよい物質、例えばアルミニウムで形成している。勿
論、アルミニウムに限定されるものでなく、他の金属、
冷却の必要性によってはモールド部材であってもかまわ
ない。

【００２１】本構成によると画像形成装置の本体内を通
った空気はファン１５により空気流路１２に排出され、
空気流路１２内の分流路２３を通過中に、画像形成装置
内にて発生した熱は放熱板２４で発散され、オゾンは分
解されて、それぞれ影響度の少ない状況になり、吐出口
１４のファン１６によって吸気口１１から装置本体内に
送り込まれ、矢印の方向に流れ、再び排気口１０から空
気流路１２に送り込まれる循環を繰り返す。

【００２２】連続して画像を形成する場合などは、定着
器７等の装置内で発生した温度の高い空気が連続的に流
れるため放熱板表面の温度が上昇し冷却効率が低下す
る。そのため本発明では、図２に示すように外気ファン
２５，２６で、図示しない外気取り入れ口から外気を取
り入れ、放熱板２４の表面に外気を当て、やはり図示し
ない排気口から外気を排出することにより放熱板２４表
面の温度上昇を防止している。このように空気流路内で
熱を放出した後、空気は、ファン１６から再度装置内に
流入する。

【００２３】図３は本発明の第２実施例の構成を示す図
である。この実施例では、装置内の転写分離チャージャ
５近くに温度センサ３１を設け、空気流路１２内の吐出
口１４の上部には湿度センサ３２を、また、中央部には
上方に除湿用ヒータ３３、下方には加湿用ヒータ３４を
設けている。さらに、図示は省略するが、加湿器に水を
供給する補給ローラ、および貯水タンクが備えられてお
り、空気流路１２を通過する空気は、加湿・除湿のいず
れもが可能な構成となっている。

【００２４】そして、まず、温度センサ３１で検知した
温度が所定温度を超えた時に空気を強制循環するファン
１５，１６が作動するように制御する。このように所定
温度以下の時はファン１５，１６をＯＦＦにすること
で、装置内温度を必要以上に下げないようにし、同時
に、外気ファン２５，２６も停止できるので、無駄な電
力消費をなくすことができる。

【００２５】また、この時、湿度センサー３２では、流
路１２から装置内に送り込まれる空気の湿度を検出す
る。そして、検出される湿度変化が大きいときはファン
１５及び１６の回転数を上げて風量を増やして装置内の
湿度を一定にし、湿度が安定したらまた元の回転数に減
速する。これにより外部の環境に影響されることなく装
置内の湿度を均一に保つことが可能である。

【００２６】湿度センサ３２で検出した湿度が低い場合
には、加湿ヒータからなる加湿器３４により加湿が行わ
れる。湿度が高い場合には除湿ヒータからなる除湿器３
３により除湿が行われ、除湿時に回収した水は図示しな
い貯水タンクに蓄えられる。加湿器の貯水タンクは、こ
の除湿器の貯水タンクを共用することもできる。これに
より外部の環境に影響されることなく装置内の湿度を均
一に保つことが可能である。

【００２７】加湿器で加湿する場合、上述したように、
図示しない貯水タンクから水が供給されるが、ここから
供給される水は不純物を含んでいる場合が多く、この不
純物が加湿器等を通して空気内に浮遊し、装置内を汚し
てしまうことになる。また、このような不純物が帯電チ
ャージャ１のワイヤ表面に付着して放電ムラの原因とな
る。そこでこの貯水タンクの水をフィルタにより不純物
を取り除いてから加湿に用いることにより、装置内を汚
すことなく加湿することができる。また、ファン１６に
も空気用のフィルタ３５を設けることが望ましい。

【００２８】装置内の最適な湿度は、４０〜６０％ Ｒ
Ｈである。そこで、本実施例では湿度センサーで検出さ
れる湿度が６０％を越えていれば除湿器３３を作動さ
せ、４０％未満であれば、加湿器３４を作動させる。ま
た、湿度が最適範囲である４０〜６０％ＲＨに安定した
ら、除湿器３３及び加湿器３４の双方を停止し、ファン
１５，１６も停止または減速する。これにより湿度安定
時および最適湿度時は加湿及び除湿が行われず、かつフ
ァンも停止することができるので省エネルギーでかつ静
音性も達成することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
空気循環装置が、装置内を通る空気のほぼ全部を通過さ
せる空気流路と、該空気流路と装置内部の空気とを強制
的に循環するファンと、該空気流路に設けられた放熱板
と、該放熱板に外気を送風する外気ファンと、を有する
構成としたので、高価な部品を使用することなく簡単な
構成で、確実に画像形成装置内の冷却を行うことが可能
になった。

【００３０】また、温度センサを設ける構成により、必
要時以外は空気の冷却効果を落として装置内の湿度を下
げすぎないようにできるとともに、ファンを停止するこ
とによって無駄な電力消費を防止できる。

【００３１】また、湿度センサ、加湿器及び除湿器を設
ける構成とすれば、画像形成装置内の湿度を一定にする
ことができ、画像形成装置の各部の動作が安定し、異常
画像の発生を防止することができる。

【００３２】また、フィルタを設ける構成とすれば、装
置内部にて発生したダストや、ほこり、浮遊トナー等を
効率的に除去することができ、各ユニットへの異物付着
や異常画像を防ぐことができ、高画質な画像を維持する
ことができる。

【００３３】また、温度が低い場合は空気の循環を停止
したり、湿度が安定しているときや最適な湿度が保たれ
ているときは、加湿及び除湿を行わず、かつファンも停
止することができるので省エネルギーでかつ静音性も維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置における空気循環装置の
第１実施例を示す斜視図である。

【図２】空気流路内のユニットの詳細を示すため中間を
切断して示す斜視図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 帯電チャージャ ２ 感光体 ３ 現像器 １２ 空気流路 １５，１６ ファン ２３ 分流路 ２４ 放熱板 ２５，２６ 外気ファン ３１ 温度センサ ３２ 湿度センサ ３３ 除湿器 ３４ 加湿器 ３５ フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 俊之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電された感光体面に光照射によりネガ
   静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によりネガポジ
   反転現像し、トナー画像として顕像化したのち、用紙に
   トナー画像を転写する画像形成装置に使用され、上記画
   像形成装置内の空気を循環して該空気の温度調整・湿度
   調整・不純物の除去等の少なくとも１つ以上を行う空気
   循環装置が、装置内を通る空気のほぼ全部を通過させる
   空気流路と、該空気流路と装置内部の空気とを強制的に
   循環するファンと、該空気流路に設けられた放熱板と、
   該放熱板に外気を送風する外気ファンと、を有すること
   を特徴とする画像形成装置における空気循環装置。
2. 【請求項２】 上記空気流路内又は画像形成装置内に温
   度センサを設けたことを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置における空気循環装置。
3. 【請求項３】 上記空気流路内に湿度センサ、加湿器及
   び除湿器を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の画像形成装置における空気循環装置。
4. 【請求項４】 上記空気循環装置に異物を除去するため
   のフィルタを設けたことを特徴とする請求項３記載の画
   像形成装置における空気循環装置。
5. 【請求項５】 帯電された感光体面に光照射によりネガ
   静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によりネガポジ
   反転現像しトナー画像として顕像化したのち、用紙にト
   ナー画像を転写する画像形成装置に使用され、上記画像
   形成装置内の空気を循環して該空気の温度調整・湿度調
   整・不純物の除去等の少なくとも１つ以上を行う空気循
   環方法であって、上記装置内を通る空気のほぼ全部をフ
   ァンによって強制的に空気流路に流し、該空気流路の外
   側に設けられた放熱板により、外気との間で熱交換する
   ことを特徴とする画像形成装置における空気循環方法。
6. 【請求項６】 上記循環される空気が、上記空気流路内
   のリブによって複数に細分化された分流路を分散して流
   れ、上記リブの延長上の放熱板により外気ファンにより
   送風された外気との間で熱交換することを特徴とする請
   求項５記載の画像形成装置における空気循環方法。
7. 【請求項７】 上記循環される空気の温度を測定し、該
   温度が所定の温度を越えたとき、上記ファンが作動して
   外気との間で熱交換を行うことを特徴とする請求項５又
   は６記載の画像形成装置における空気循環方法。
8. 【請求項８】 上記循環される空気の湿度を測定し、該
   湿度の変動が大きい場合、上記ファンの風量を増加して
   湿度を均一化することを特徴とする請求項５から７のい
   ずれかに記載の画像形成装置における空気循環方法。
9. 【請求項９】 上記循環される空気の湿度を測定し、該
   湿度が所定範囲未満の場合は加湿し、所定範囲を越えて
   いれば除湿することを特徴とする請求項５から８のいず
   れかに記載の画像形成装置における空気循環方法。