JPH0683153A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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よく除湿する。 【構成】 除湿手段４００によって除湿された除湿空気
４３１を、電子写真プロセスの除湿が必要な各部４１、
４５ａ〜４５ｂ、１００へ分配送風する手段４０９、４
１０、４２１、４２２を設け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】本発明は画像形成装置に関し、詳
しくは装置内を除湿する除湿手段を備えた電子写真プロ
セスによる画像形成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】また特開昭５２−１３４７３３号公報は、
電子写真プロセスを利用した複写機内の特定部分の湿度
を湿度センサにより検出し、この湿度センサの出力に応
じて加湿手段を働かせ、特定部分を所定の湿度に調節す
ると共に、現像剤は乾燥剤によって脱湿する技術を開示
している。

【０００４】これにより前記特定部分での電子写真プロ
セスの特性が湿度によって変動するのを抑え、現像剤の
特性が高湿度によって影響されるのを防止することがで
きる。したがって、画質の安定化が図れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子写真プ
ロセスの特性の多くは、湿度の影響を受ける。

【０００６】したがって前記従来のように２つの部分で
調湿を行うだけでは、他の多くの部分で電子写真プロセ
スの特性が湿度によって変動され、画質を十分に安定さ
せることはできない。

【０００７】また調湿の必要な部分ごとに個別の調湿手
段を設けるのでは構造が複雑になり高価につく。これを
調湿の必要な各部全てに適用するには実用性に乏しい。
電子写真プロセスの特性が温度に依存する点にも対処し
ようとすればさらに実現困難である。

【０００８】本発明は上記のような点に鑑み、少ない除
湿手段によって調湿の必要な各部の調湿を確実に達成す
ることができ、しかも必要に応じ電子写真プロセスの各
特性の温度保証をも同様に達成できる画像形成装置を提
供することを課題とするものである。

【０００９】

【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、装置内を除湿する除湿手段を備え
た電子写真プロセスによる画像形成装置において、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設けたことを
特徴とするものである。

【００１０】この場合、除湿手段は冷凍機構の低温部に
除湿対象空気を接触させるものであり、除湿空気の一部
を冷凍機構の高温部に接触させた後電子写真プロセスの
除湿および温度保証が必要な各部へ分配送風する手段を
備えるのが好適である。

【００１１】また、冷凍機構はペルチェ素子を用いたも
のであるのがさらに好適である。

【００１２】

【作用】本発明の上記機構によれば、装置内を除湿する
除湿手段からの除湿空気を分配送風手段によって、電子
写真プロセスの除湿が必要な各部へ確実に分配し送風す
るので、これら各部の調湿を少ない除湿手段によって確
実に調湿することができる。

【００１３】除湿手段が冷凍機構であると、これの低温
部で除湿対象空気を接触させることにより前記除湿を達
成することができるし、冷凍機構の高温部に前記除湿空
気の一部を接触させ昇温させることができ、この除湿昇
温空気をこれ用の分配送風手段によって電子写真プロセ
スの除湿および温度保証が必要な各部へ分配送風する
と、これら各部の除湿および温度保証をも少ない除湿手
段を共用し達成することができる。

【００１４】また冷凍機構がペルチェ素子を利用したも
のであると、これの低温部と高温部とに熱交換部を直接
設けて前記除湿対象空気と接触させるだけで除湿やこれ
に加えた温度保証を達成することができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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。

【００１７】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
１００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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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クリー
ナユニット４０により残留トナーを除去されると共に、
イレーサランプ４２で照射された後、帯電チャージャ４
３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４５ａ〜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。

【００２２】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。

【００２３】前記現像器４５ａ〜４５ｄは、全体に昇降
するエレベータ方式にて、使用する現像器が感光体ドラ
ム４１と対向し、所定の色トナーによって現像が行われ
るようにする。

【００２４】これの昇降および駆動の機構を図２に示し
てある。図２において、駆動手段１２０はステッピング
モータ１２１とスプロケット１２４、１２５に張り渡さ
れたタイミングベルト１２７とで構成され、各現像器４
５ａ〜４５ｄを保持するフレーム１１０、１１０の外側
に設けたレール１１２が固定フレーム１１５、１１５の
内側に固定したガイドレール１１６に係合している。こ
れにて現像ユニット４５ａ〜４５ｄは垂直方向に移動可
能であり、フレーム１１０、１１０の外側に固定したブ
ラケット１１３、１１３が固定フレーム１１５、１１５
のガイド１１５ａ、１１５ａから外方に突出し、かつ、
金具１１４を介してタイミングベルト１２７に止着され
ている。ステッピングモータ１２１の出力ギヤ１２２は
ギヤ１２３と噛合し、ギヤ１２３はスプロケット１２５
を支持する支軸１２６の一端に固定されている。支軸１
２６の他端は図２中奥方の固定フレーム１１５の外側ま
で延長され、いまひとつのタイミングベルト（図示せ
ず）が張り渡されている。

【００２５】ステッピングモータ１２１は図示しない駆
動回路にて回転駆動され、その回転力はギヤ１２２、１
２３、スプロケット１２５を介してタイミングベルト１
２７へ伝達され、現像器４５ａ〜４５ｄをユニットとし
て同体的に上下動させる。各現像器４５ａ〜４５ｄの位
置は図示しないセンサにて検出され、ステッピングモー
タ１２１の回転板を制御することにより、任意の現像器
が現像位置に対向した位置で停止される。

【００２６】また、固定フレーム１１５、１１５には定
出力ばね１１９が設置されている。

【００２７】この定出力ばね１１９の自由端はフレーム
１１０、１１０に止着され、現像器４５ａ〜４５ｄの総
重量に等しいばね力を常時出力して現像器４５ａ〜４５
ｄを持ち上げ、駆動手段１２０の駆動力の軽減を図って
いる。

【００２８】ところで、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。

【００２９】例えば、現像効率等の特性はトナーの帯電
量に左右される。そしてこの帯電量は図６に、温度とト
ナー帯電量の関係をまた、図７に湿度とトナー帯電量の
関係を示しているように、温度と湿度とに左右される。

【００３０】それぞれの図からわかるように、トナー帯
電量は、温度、湿度ともに低めである方が安定する傾向
にある。

【００３１】よって、現像器周辺はなるべく低温、低湿
環境であることが望ましい。

【００３２】また、温湿度は感光体ドラムの特性にも影
響する。

【００３３】一般に、高湿状態では、画像形成繰り返し
中の図８に示すような残留電位（Ｖ_R ）の変動等、感光
体の特性が不安定となる要素が多い。

【００３４】そのため、感光体ドラムの特性を安定させ
るためには、その周辺の環境を高湿状態にならないよう
な工夫が必要である。

【００３５】さらに、感光体ドラムの感度は図９に示す
ように温度に依存し、温度が高い程感度はアップする。

【００３６】感度を上げるために、感光体ドラムを温め
る手段として、従来からドラムヒーターを感光体ドラム
の内部に取りつける等の工夫がされている。

【００３７】一方、感光体ドラムから複写紙へのトナー
の転写効率は複写紙の表面抵抗に左右され、また複写紙
の表面抵抗は複写紙中の含水率によって決まる。したが
って環境湿度の影響を受ける。

【００３８】図１０に複写紙の表面抵抗と転写効率の関
係を、また、図１１に含水率と複写紙の表面抵抗の関係
を示す。

【００３９】図１０からわかるように転写効率は複写紙
の表面抵抗が高い程高効率となり、また安定する。

【００４０】そして、図１１から複写紙の表面抵抗は含
水率が低い程高くなる。

【００４１】また、イメージリーダ部１００では読み取
り時のランプ１２の点灯に伴い高温化する傾向がある。
高温化はカラー複写のための分光フィルターの感度変動
等の悪影響を及ぼす。

【００４２】一般に高温化を防ぐため、温められた空気
をファン等で排気する等の方法がとられている。

【００４３】以上のように、現像剤の特性（トナー帯電
量）を安定させるためには現像器４５ａ〜４５ｄの周辺
を低温、低湿環境にまた、感光体においては、感度を上
げ、特性を安定させるためにはその周辺を高温、低湿環
境にするのが望ましい。

【００４４】これらが代表しているように同じ複写機内
であっても、エレメントによってそれぞれ望ましい環境
が異なる。

【００４５】各エレメントをそれぞれ望ましい環境にす
るためには従来のように各部ごとの複数の手段を用いる
ことが考えられるが、それではコスト的にまた機内のス
ペース効率的にも望ましくない。

【００４６】そこで、複数の手段を用いず、一つの手段
で異なった環境が得られる除湿手段４００を設けてあ
る。

【００４７】このため除湿手段４００は冷凍機構を採用
し、これの低温部と高温部とを巧みに利用している。具
体的には図３に示すように冷凍素子であるペルチェ素子
４０３を利用している。しかしこれに限るものではな
い。

【００４８】ペルチェ素子４０３は、Ｐ／Ｎ接合部４０
３ａ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。

【００４９】低温部４０３ｂはファン４０５にて複写部
２００内の空気が下部吸引口４１１より導入される除湿
室４０６内に位置し、高温部４０３ｃは除湿室４０６と
上部連通路４０７にて連通している加温室４０８内に位
置するようにされている。

【００５０】除湿室４０６の上部にはファン４０９があ
り、除湿室４０６内の除湿後の空気を排気口４１２から
排出する。

【００５１】加温室４０８の下部には排気口４１３が設
けられ、ファン４１０によって加温後の除湿空気を排出
するようにしてある。

【００５２】除湿室４０６の下部には回収水受け部４１
４が形成されている。

【００５３】排気口４１２から排出される低温の除湿空
気４３１は、分配送風ダクト４２１によってイメージリ
ーダ部１００と現像器４５ａ〜４５ｄ部とのまわりに分
配送風し、排気口４１３から排出される加温除湿空気４
３２は、分配送風ダクト４２２によって、感光体ドラム
４１のまわりと、給紙部６２の複写紙収容部６２ａまわ
りとに分配送風するようにしてある。

【００５４】現像器４５ａ〜４５ｄの周辺へ送られた除
湿空気４３１は、その後排気ファン４４１により背面か
ら機外へ排気される。

【００５５】また、イメージリーダ部１００へ送られた
除湿空気４３１は送風ファン４４２によりランプ１２や
電子回路基板等を冷やしつつ排気ファン４４３により排
気される。

【００５６】感光体ドラム４１の周辺に送られた加湿除
湿空気４３２は、その後排気ファン４４４により背面か
ら機外へ排気される。また、給紙部６２の複写紙収容部
６２ａの周辺に送られた加温除湿空気は、その後排気フ
ァン４４５により機外へ排気される。

【００５７】このように電子写真プロセスの各エレメン
トにそれぞれに応じた低温の加湿空気４３１および加温
除湿空気４３２を分配送風し、またこれらをぞれぞれの
エレメント付近から排気することにより各エレメントの
環境を低温除湿空気４３１および加温除湿空気４３２の
条件通りに設定することができ、最適の電子写真プロセ
スの特性が得られる。

【００５８】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。

【００５９】このためＣＰＵ５００には、スタート信号
のほか温度センサ３００の出力および他の入力が入力さ
れる。また除湿手段４００のペルチェ素子４０３および
ファン４０９、４１０を駆動する各ドライバ５０１〜５
０３の動作信号および他の出力が出力される。

【００６０】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。

【００６１】まず、複写機内の湿度が７０％ＲＨより高
かった場合、現像剤、感光体ドラム４１、複写紙全ての
材料に悪影響が出ることが予想される。このため、低温
除湿空気４３１を送るファン４０９と、加温除湿空気４
３２を送るファン４１０とをともに運転し、各エレメン
トにそれぞれの空気を供給する。

【００６２】温度が７０％以下であっても、現像器４５
ａ〜４５ｄ周辺の温度Ｔ₁ が３０°Ｃより高かった場合
には、現像剤に悪影響が出ると判断し、低温除湿空気４
３１を送るファン４０９を運転し現像器４５ａ〜４５ｄ
周辺を冷やす。

【００６３】また、感光体ドラム４１周辺の温度Ｔ₂ が
１０°Ｃより低かった場合、感光体ドラム４１の感度が
下がると判断し、加温除湿空気４３２を送るファン４１
０を運転し感光体ドラム４１を温める。

【００６４】図１２は本発明の第２の実施例を示し、現
像器４５ａ〜４５ｄをケーシング６００内に収納してい
る。

【００６５】より効率良く除湿するために、目的とする
空間をできるだけ小さくすることを意図し、移動式の現
像器４５ａ〜４５ｄの移動のために必要なスペースをカ
バーする大きさのケーシング６００を設け、この中に除
湿手段４００からの低温除湿空気４３１を分配送風ダク
ト４２１を通じて直接供給する。その後ファン６０１に
より機外へ排気する。

【００６６】この方法によって、現像器４５ａ〜４５ｄ
周辺の除湿をより効率的に行うことができる。

【００６７】他の構成は第１の実施例と変るところはな
い。

【００６８】図１３は本発明の第３の実施例を示し、現
像器４５ａ〜４５ｄのケーシング６００を移動可能とし
てある。

【００６９】したがってケーシング６００は現像器４５
ａ〜４５ｄの移動スペースに合わせて作るのではなく、
現像器４５ａ〜４５ｄを包むのに必要な最低限の大きさ
とし、それ自体を移動可能とする。

【００７０】これにより現像器４５ａ〜４５ｄまわりの
除湿を行うべき空間を必要最低限にまで縮小することが
でき、更に除湿効率が上がる。

【００７１】なお、この際分配送風ダクト４２１のケー
シング６００と接触される部分は伸縮部４２１ａとさ
れ、ケーシング６００の移動を邪魔しないようにしてい
る。

【００７２】またケーシング６００の上部に接触される
排気パイプ６１１も同様な理由で伸縮可能とされてい
る。

【００７３】他の構成は第２の実施例と変らない。

【００７４】図１４は本発明の第４の実施例を示し、第
２の実施例の変形例である。

【００７５】除湿手段４００からの低温除湿空気４３１
を全て固設のケーシング６００内に送り込み、感光体ド
ラム４１へはこれに対向してケーシング６００に設けた
開口６３１から分配供給し、ケーシング６００も分配送
風ダクト４２１の一部をなすようにしてある。

【００７６】開口６３１にはシャッタ６３２が設けら
れ、適宜開閉されるようにしてある。

【００７７】このシャッタ６３２は現像時にのみ開け、
それ以外は閉めるという動作を行う。これにより除湿手
段４００から供給された低温除湿空気４３１はケーシン
グ６００を通じて現像器４５ａ〜４５ｄに全て供給さ
れ、現像時の現像器４５ａ〜４５ｄを効率よく除湿する
ことができる。

【００７８】他の構成は第２の実施例と変るところはな
い。

【００７９】図１５、図１６は本発明の第５の実施例
で、ロータリー式に切換え使用される現像器４５ａ〜４
５ｄを持ったアナログカラー複写機の場合を示してい
る。

【００８０】この複写機は前記各実施例の複写器のデジ
タル露光光学系に代るアナログ露光光学系７００を有し
ている。

【００８１】図１５において、現像器４５ａ〜４５ｄを
回転中心まわりに配したロータリー式現像ユニット７０
１の中央部に図１４に示すような送風管７０２を設け、
これにダクト４２１を介して除湿手段４００からの低温
除湿空気４３１を供給する。

【００８２】送風管７０２は 図１６に示すように各現
像器４５ａ〜４５ｄと対向する送風口は７０３を有し、
供給される低温除湿空気４３１を各現像器４５ａ〜４５
ｄに送風し、これらを除湿する。

【００８３】この際、第２、第４実施例のように現像器
ユニット７００を覆うケーシングを設けたり、またケー
シングの感光体ドラム４１と対向する部分にシャッタを
設けることにより更に除湿効率が上がるようにすること
もできる。

【００８４】なお、除湿手段は除湿対象部分の種類によ
っては２つ以上設け、それぞれから複数の部分に分配送
風するようにすることもできる。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、装置内を除湿する除湿
手段からの除湿空気を分配送風手段によって、電子写真
プロセスの除湿が必要な各部へ確実に分配し送風するの
で、これら各部の調湿を少ない除湿手段によって確実に
しかも無駄なく効率的に調湿し、画質の安定化を図るこ
とができる。

【００８６】除湿手段に冷凍機構を用い、低温部で除湿
した除湿空気を直接特定部に分配送風するのに加え、高
温部に前記除湿空気の一部を加温して加温除湿空気と
し、これを他の特定部に分配送風することにより、電子
写真プロセスの各部のそれぞれに最適な条件に合せた除
湿のみの処理と温度保証を伴った除湿とを１つの除湿手
段によって個別に達成することができ、構造が特に複雑
になるようなことなく画質のさらなる安定化を図ること
ができる。

【００８７】また、冷凍機構がペルチェ素子を利用した
ものであると、これの低温部と高温部とに熱交換部を直
接設けて前記除湿対象空気と接触させるだけで除湿やこ
れに加えた温度保証を達成することができ、構造が簡単
かつ小型で安価なものとなるし、静音である特徴も発揮
する。しかも高温部が除湿空気との接触で冷却されるの
で低温部の除湿効率が格段に向上する。

【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】図１の複写機の現像器の昇降機構を示す斜視図
である。

【図３】除湿手段の断面図である。

【図４】図１の複写機の制御回路のブロック図である。

【図５】図４の制御回路による除湿に関する動作制御の
内容を示すフローチャートである。

【図６】温度とトナー帯電量との関係を示すグラフであ
る。

【図７】湿度とトナー帯電量との関係を示すグラフであ
る。

【図８】湿度の感光体特性への影響を示す露光量と残留
電位の関係のグラフである。

【図９】温度の感光体特性への影響を示す露光量と残留
電位との関係のグラフである。

【図１０】複写紙の表面抵抗と転写効率の関係を示すグ
ラフである。

【図１１】複写紙の含水率と表面抵抗との関係を示すグ
ラフである。

【図１２】本発明の第２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１３】本発明の第３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１４】本発明の第４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１５】本発明の第５の実施例を示すアナログカラー
複写機の全体構成図である。

【図１６】送風管の斜視図である。

【符号の説明】

１００ イメージリーダ部 ２００ 複写部 ３００ 湿度センサ ４００ 除湿手段 ４０３ ペルチェ素子 ４０３ｂ 低温部 ４０３ｃ 高温部 ４０６ 除湿室 ４０８ 加温室 ４０９、４１０ ファン ４２１、４２２ 分配送風ダクト ７０２ 送風管 ４１ 感光体ドラム ４５ａ〜４５ｄ 現像器 ６２ａ 複写紙収容部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北久保 秀夫 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者 児玉 秀明 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置内を除湿する除湿手段を備えた電子
   写真プロセスによる画像形成装置において、 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設けたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 除湿手段は冷凍機構の低温部に除湿対象
   空気を接触させるものであり、除湿空気の一部を冷凍機
   構の高温部に接触させた後電子写真プロセスの除湿およ
   び温度保証が必要な各部へ分配送風する手段を備えた請
   求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 冷凍機構はペルチェ素子を用いたもので
   ある請求項２に記載の画像形成装置。