JPH0683152A - 調湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真プロセスの各特性値に影響する湿度
を簡単で安価な装置により適正に調節できるようにす
る。 【構成】 電子写真プロセスによる画像形成手段のまわ
りの湿度を調節する手段４００と、画像形成手段の環境
湿度を検出し、その時々の所定時間単位の履歴データを
作成する手段３００、５００、５０２と、この履歴デー
タに応じて湿度調節手段４００を動作させる制御手段５
００とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は調湿装置に関し、詳しく
は電子写真プロセスによる画像形成機構まわりの湿度調
節を行う調湿装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスでの帯電や露光、現
像、転写と云った各特性に湿度が影響し、画像濃度等画
質を不安定にする。

【０００３】特開昭５８−３３２７１号公報は、電子写
真プロセスを利用した複写機内の湿度を湿度センサによ
り検出し、この湿度センサの出力に応じてトナー濃度の
自動調節機能を補正する技術を開示している。

【０００４】また特開平３−１２３３７４号公報は湿度
センサの出力に応じて現像条件を補正する技術を開示し
ている。

【０００５】一方特開昭５２−１３４７３３号公報は、
複写機内における感光体まわりの特定部分の湿度を検出
し、この検出結果に応じて複写機内の前記特定部分の湿
度を調節する技術を開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複写機内の湿
度を検出して、トナー濃度の補正を行ったり、現像特性
の補正を行ったりする場合は、転写特性の変動と云った
他の電子写真プロセスの特性の変化には対応できない。

【０００７】そこで、湿度センサの出力に応じて、電子
写真プロセスの各特性を個々に補正することが考えられ
る。しかし装置が極端に複雑で高価なものとなり実用性
に乏しい。

【０００８】また湿度センサの出力に応じて電子写真プ
ロセスの特性を補正しても、画像形成機構の電子写真プ
ロセスの各特性の湿度による変動にはそれぞれに固有の
遅れがあるので、正確な補正ができず、湿度による画質
の変動は抑えにくいと云う問題がある。

【０００９】さらに複写機内の極く限られた特定の部分
の湿度を検出し、この特定の部分の湿度を前記検出結果
に応じて調節するのでは比較的応答性よく湿度を調節す
ることはできる。

【００１０】しかし、これを電子写真プロセスの湿度に
よる影響を受ける特性を持った各部で行うには構造が複
雑になり過ぎ、コスト面も合わせ実用性に乏しい。

【００１１】これを複写機内の全体の湿度調節に応用し
て前記問題の解消を図ろうとすると、湿度の検出から複
写機内が所定の湿度になるまでにタイムラグが生じ、結
果として電子写真プロセスの各特性の湿度による変動を
十分に抑えることはできない。

【００１２】本発明は上記のような点に鑑み、時々の所
定時間単位の湿度の履歴データに応じて、画像形成機構
まわりの湿度を調整することにより、前記のような問題
を解消することができる調湿装置を提供することを課題
とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するために、電子写真プロセスによる画像形成
手段のまわりの湿度を調節する手段と、画像形成手段の
環境湿度を検出し、その時々の所定時間単位の履歴デー
タを作成する手段と、この履歴データに応じて湿度調節
手段を動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１４】湿度調節手段は、ペルチェ素子の冷却機能
を利用するのが好適である。

【００１５】

【作用】本発明の上記構成によれば、画像形成機構まわ
りにおける湿度の時々の所定時間単位の履歴データが履
歴データ作成手段により作成され、この湿度の履歴デー
タに応じて制御手段が湿度調節手段を働かせて、画像形
成機構のまわりを湿度調節するので、画像形成機構まわ
りの湿度を平均的に調節して、湿度調節の時間的遅れの
影響なく適正湿度に保つことができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例につき添付の図面を参照
しながら説明する。

【００１７】図１は第１の実施例のデジタルカラー複写
機の全体構成を示している。

【００１８】このデジタルカラー複写機は、原稿画像を
読み取るイメージリーダ部１００と、イメージリーダ部
で読み取った画像を再現する複写部２００とに大きく分
けられる。

【００１９】イメージリーダ部１００において、スキャ
ナ１０は、原稿を照射する露光ランプ１２と、原稿から
の反射光を集光するロッドレンズアレー１３、及び集光
された光を電気信号に変換する密着型のＣＣＤカラーイ
メージセンサ１４を備えている。スキャナ１０は、原稿
読取時にはモータ１１により駆動されて、矢印の方向
（副走査方向）に移動し、プラテン１５上に載置された
原稿を走査する。露光ランプ１２で照射された原稿面の
画像は、イメージセンサ１４で光電変換される。

【００２０】イメージセンサ１４により得られたＲ、
Ｇ、Ｂの３色の多値電気信号は、読取信号処理部２０に
より、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかの８ビットの階調デ
ータに変換され、同期用バッファメモリ３０に記憶され
る。

【００２１】次いで、複写部２００において、プリント
ヘッド部３１は、入力される階調データに対して感光体
の階調特性に応じた階調補正（γ補正）を行った後、補
正後の画像データをＤ／Ａ変換してレーザダイオード駆
動信号を生成して、この駆動信号により半導体レーザを
発光させる。

【００２２】階調データに対応してプリントヘッド部３
１から発生されるレーザビームは、反射鏡３７を介し
て、回転駆動される感光体ドラム４１を露光する。感光
体ドラム４１は、１複写ごとに露光を受ける前にイレー
サランプ４２で照射され、帯電チャージャ４３により一
様に帯電されている。この状態で露光をうけると、感光
体ドラム４１上に原稿の静電潜像が形成される。シア
ン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー現像器４５
ａ〜４５ｄのうちいずれか一つだけが選択され、感光体
ドラム４１上の静電潜像を現像する。現像されたトナー
像は、転写ドラム５１上に巻きつけられた複写紙に転写
チャージャ４６により転写される。

【００２３】複写紙は４色転写された後、転写ドラム５
１から分離され定着部６０へ送られる。そしてここで定
着処理された後トレー６１に排出される。６２は給紙部
である。

【００２４】前記複写部２００における電子写真プロセ
スによる画像形成には環境湿度の変化が大きく影響す
る。

【００２５】例えば図８は現像特性の湿度依存傾向を示
している。図２から湿度が高くなると感光体ドラム１へ
の現像剤の付着量Ｍが増大し、画像濃度が増大する。こ
れは現像剤の帯電量が主として湿度によって変化し、こ
のため現像電位ΔＶ（現像バイアス電位Ｖ_B −潜像電位
Ｖ_i ）に対する付着量特性が変化することに原因してい
る。

【００２６】これら電子写真プロセスの特性が環境湿度
によって変化するようなことを防止するため、本実施例
では、複写部２００内の湿度を湿度センサ３００により
検出して時々の所定時間単位の湿度の履歴データを得、
この履歴データに応じて複写部２００内の湿度を湿度調
節器４００により調節するようにする。

【００２７】これによって、複写部２００内の湿度が、
平均的に調節され、湿度調節の時間的遅れの影響なく適
正湿度に保たれるので、電子写真プロセスの湿度の影響
を受ける各特性の全てを安定させることができる。

【００２８】前記湿度センサ３００は、図１に示すよう
に電子写真プロセスの特性の湿度による変動が特に問題
となる感光体ドラム１の近傍に設けてある。

【００２９】湿度調節器４００は図２に示すような除湿
ユニット４０１と、図３に示すような加湿ユニット４０
２とを備えている。

【００３０】除湿ユニット４０２は、ペルチェ素子４０
３を利用している。

【００３１】ペルチェ素子４０３は、図２に示してある
ようにＰ／Ｎ接合部４０３ａの両側に低温部４０３ｂと
高温部４０３ｃを有し、これら低温部４０３ｂと高温部
４０３ｃとに冷却フィン４０５と放熱フィン４０６とが
それぞれ別個に結合されている。

【００３２】この除湿ユニット４０２では、送風ファン
４０７により湿気を含んだ複写部２００内の空気４１１
が除湿ユニット４０２内に導かれる。ペルチェ素子４０
３の低温部４０３ｂに取りつけられた冷却フィン４０５
にて空気内の湿気は結露し水滴となって回収水受け部４
０８に落ちる。湿気が除かれた空気４１２は除湿ユニッ
ト４０２の外へ排出される。

【００３３】このときペルチェ素子４０３の高温部４０
３ｃをそれに取りつけられた放熱フィン４０６を介して
送風ファン４０９によって冷やすことで、ペルチェ素子
４０３の低温部４０３ｂの冷却効率は上がり、その結果
除湿効率が上がる。

【００３４】加湿ユニット４０４は、図３に示すよう
に、貯水タンク４２２中に常に水をためておくことによ
り、水を浸された布膜４２３は湿った状態に維持され
る。よって送風ファン４２１で送られた風４２４は布膜
４２３を通過することにより、湿った空気４２５にな
る。この湿った空気４２５を複写部２００内に送り、加
湿を行う。

【００３５】本実施例では前記湿度調節のために、図４
に示す複写機の動作を制御するＣＰＵ５００を利用して
いる。

【００３６】このためＣＰＵ５００には、スタート信号
のほか湿度センサ３００の出力および他の入力が入力さ
れる。また湿度調節器４００の除湿ユニット４０１およ
び加湿ユニット４０２を駆動する調湿器ドライバ５０１
の動作信号および他の出力が出力される。またＣＰＵ５
００には湿度の履歴データを作るためのメモリ５０２が
接続されている。しかしこれに代えＣＰＵ５００のメモ
リ機能を利用してもよい。

【００３７】図５は図４の制御回路による湿度調節制御
の主な内容を示すフローチャートである。

【００３８】これによれば湿度センサ３００により検出
され、この検出データは履歴データを得るべき所定時間
分、例えば３時間分の湿度データを格納するメモリ５０
２内に順次格納され、最新のデータにより順次データを
更新する。そしてこのメモリ５０２内データから時々の
所定時間単位の平均湿度が履歴データＨａｖｅ．として
作成される。

【００３９】図６は湿度センサ３００により検出される
湿度の履歴データのメモリ方法を示している。図でサン
プリング間隔をＴ₀ 、履歴データ演算の対象期間をＴと
している。ここでｔ_n 時の湿度をセンシングした場合、
メモリにはｔ₁ （＝ｔ_n −Ｔ）以降の湿度データがメモ
リされている。その時の平均湿度は（１）式のように表
すことができる。

【００４０】

【数１】

【００４１】この後、Ｔ₀ 秒後（ｔ_n+1)に次のサンプリ
ングを行うまで(1) 式によるＨａｖｅ．が有効である。
しかしｔ_n+1 にＨ_n+1 をセンシングし、メモリにセーブ
されると同時に最も古いデータＨ₁ ＨＡ消去される。つ
まりメモリ内にはｔ₂ 以降の湿度データ（Ｈ₂ 、Ｈ₃ 、
……Ｈ_n+1 ）がセーブされている。この時（ｔ＝ｔ_{n+ 1}
）のＨａｖｅ．は（２）式のように表すことができ
る。

【００４２】

【数２】

【００４３】以下このサイクルが繰り返され、履歴デー
タで更新されていく。

【００４４】以上の履歴データＨａｖｅ．が所定の湿度
６０％ＲＨよりも大きければ、湿度が高いと判断し、除
湿ユニット４０１を駆動してリターンする。

【００４５】反対にリターンＨａｖｅ．が所定湿度４０
％ＲＨより小さければ、湿度が低いと判断し、加湿ユニ
ット４０２を駆動してリターンする。

【００４６】これにより複写部２００の湿度が適正に保
たれ、電子写真プロセスの各特性の湿度による変動を防
止することができ、画質が安定する。

【００４７】このような制御にて高湿状態から常温状態
に自動調節した場合の湿度変化と現像剤の帯電量変化と
の実験データを示せば図７に示す実線および仮想線Ａの
通りである。

【００４８】なお図７では従来の湿度を検出し、この検
出結果により湿度調節を行うようにした場合の前記湿度
変化に対する帯電量変化の特性Ｂを一点鎖線で示してあ
る。

【００４９】ｔ₂ まではＡ、Ｂとも同じ軌跡をたどる
が、Ｂの場合ｔ₂ で除湿がストップするためＱが常湿状
態に達するのに時間がかかる。これに対しＡの場合ｔ₂
時点で履歴データは高湿を示すため、さらに除湿を続け
ることにより、ｔ₂"でＱは常湿状態に達する。つまりＡ
の調湿特性により（ｔ₂ ’−ｔ₂"）だけ改善されたこと
がわかる。

【００５０】ここで、湿度の履歴データとして単純な平
均湿度でなく、時間による重み関数を設けることによっ
て、より精度よく帯電量Ｑをコントロールすることがで
きる。

【００５１】さらに湿度調節器４００の出力レベルを、
湿度データに応じて切り換えることによって帯電量Ｑの
変動のリップルをより小さくすることができる。

【００５２】ここで出力レベル切換え方法として、ペル
チェ素子への入力電流値や、送風ファンの風量などが効
果的である。

【００５３】また、湿度調節器４００のトラブルを最小
限に抑えるために、送風ファンの停止やフィンの温度異
常を検知した場合、ユーザへの警告を示す手段を設けた
方がよい。さらに前記のような異常を検知してかつ、湿
度が所定の範囲を越えてしまった場合は複写機を停止す
ることにより、ミスコピーの発生を防止することができ
る。

【００５４】ここで湿度と粉煙の関係について述べる
と、一般に湿度が高くなるとトナーの帯電量が下がりキ
ャリアとの引き合いが弱くなるので、トナー粉煙量が増
える。

【００５５】それは主に現像器の現像剤を搬出して現像
に供する現像スリーブの回転中に発生する。粉煙量が増
えると、現像器内での混色や機内汚れが起こり、画質を
劣化させてしまう。

【００５６】逆に現像器付近が高湿状態になるのを防げ
ば、粉煙を抑えることができる。

【００５７】また湿度は現像剤ライフに関係している。
この点を説明すると、一般に高湿状態で現像剤を使用し
た場合、その劣化は常湿または低湿で使用した場合に比
べ早く進み、現像剤ライフ短命化につながる。

【００５８】逆に現像器付近が高湿にならないように調
湿すれば現像ライフを延ばすことができる。

【００５９】また湿度は現像スリーブ上での現像剤の搬
送量にも関係し、湿度が高い程、現像剤の流動性が悪く
なり、搬送量は小さくなる。これにより現像効率は低下
し、粒状性も悪くなる。

【００６０】さらに湿度は残留電位Ｖｒにも関係し、湿
度が高い程、Ｖｒの変動（ｅｘ．コピー枚数に対して）
は大きい。これにより画像濃度は安定しない。

【００６１】したがって湿度を低く保つように調節する
のが好適である。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、湿度の時々の所定時間
単位の履歴データを利用することにより、画像形成機構
まわりの湿度を平均的に調節して、湿度調節の時間的遅
れの影響なく適正湿度に保つので、電子写真プロセスの
各特性の湿度による変動を抑え画質を安定させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すデジタルカラー複
写機の全体構成図である。

【図２】除湿ユニットの断面図である。

【図３】加湿ユニットの断面図である。

【図４】制御回路の要部のブロック図である。

【図５】図４の制御回路による湿度調節の制御内容を示
すフローチャートである。

【図６】湿度の履歴データのメモリ方法の説明図であ
る。

【図７】調湿による湿度変化と現像剤の帯電量との経時
的な関係を、本発明の実施例の場合と従来例の場合とを
比較して示すグラフである。

【図８】湿度と画像濃度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２００ 複写部 ３００ 湿度センサ ４００ 湿度調節器 ４０１ 除湿ユニット ４０２ 加湿ユニット ４０３ ペルチェ素子 ５００ ＣＰＵ ５０２ メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスによる画像形成手段の
   まわりの湿度を調節する手段と、画像形成手段の環境湿
   度を検出し、その時々の所定時間単位の履歴データを作
   成する手段と、この履歴データに応じて湿度調節手段を
   動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする調湿装
   置。