(57)【要約】【課題】空調により低温・低湿度の環境で制御対象箇所を当該制御対象の運転に適した温湿度に制御する際、制御対象箇所に結露が生じないようにする。【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３が、温度制御装置３１、加湿装置３２および空調制御装置３３を備え、空調制御装置３３が、温度センサ６により検出した制御対象箇所１の温度、第２の湿度センサ５２により検出した制御対象箇所１の周囲の湿度、第１の湿度センサ５１により検出した前記気流の湿度に基づいて当該気流の絶対湿度が制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａを超えないように前記温度制御装置３１および加湿装置３２を制御する（Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８）。【選択図】図２
2014085436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象箇所に空調された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、当該制御対象箇所の周囲の湿度、及び前記気流の湿度に基づいて前記気流の絶対湿度が前記制御対象箇所の温度における飽和水蒸気量を超えないように前記気流の湿度を制御する制御手段を備えたこと
を特徴とする空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調装置を有する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と、
前記気流の湿度を検出する第１の湿度検出手段と、
前記制御対象箇所の周囲の湿度を検出する第２の湿度検出手段と、
前記気流に対して加湿する加湿手段と、
前記気流を加熱又は冷却する温度制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出された温度、並びに前記第１及び第２の湿度検出手段によって検出された湿度に基づき前記加湿手段による加湿量を制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置であって、
前記空調装置が加熱及び加湿運転する際に、前記制御手段は、前記気流の絶対湿度が前記制御対象箇所の温度における飽和水蒸気量と当該制御対象箇所の目標湿度のうちの小さい方になるように加湿量を制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置であって、
前記加湿手段が前記温度制御手段の下流側に配置され、
前記第１の湿度検出手段が前記加湿手段の下流側直近に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置であって、
前記加湿手段が前記温度制御手段の下流側に配置され、
前記第１の湿度検出手段が、前記加湿手段と前記温度制御手段との間に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の画像形成装置であって、
前記制御対象箇所を複数有し、
前記空調装置と前記複数の制御対象箇所を並列に連結する前記気流の循環経路を備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置であって、
前記温度制御手段が加熱及び加湿運転する際に、前記制御手段は、最も温度が低い制御対象箇所の温度における飽和水蒸気量に基づいて前記加湿量を制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項２又は３に記載の画像形成装置であって、
前記制御対象箇所を複数有し、
前記空調装置と前記複数の制御対象箇所を直列に連結する前記気流の循環経路を備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記空調装置が加熱及び加湿運転する際に、前記制御手段は、前記循環経路の最も下流側の制御対象箇所の温度における飽和水蒸気量に基づいて前記加湿量を制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項２ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記制御対象箇所が画像形成要素の１つを含むこと
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
図７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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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８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８（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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）。
【００１６】
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。
【００１７】
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）。
【００１８】
前記過程は、図８（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。
【００１９】
図８（ｂ）は図８（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８（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８（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。
【００２０】
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。
【００２１】
しかし、前記空調手段により画像形成装置２００全体を空調しようとすると制御対象となる容量が大きくなり、制御能力に見合ったコスト、大きさ、騒音、電力消費増大を招いてしまう。そのため、画像形成装置２００に空調手段を適用した場合、従来の主に冷却用いられてきたファンと比較して必要とする電力が大きくならざるを得なかった。
【００２２】
そこで、感光体、現像ユニットなどからなる作像部のみ空調する技術が例えば特許第４１３４２０８号公報（特許文献１）に開示されている。
【００２３】
この技術は、暖められた空気を供給する加熱動作や冷却された空気を供給する冷却動作を行う温度調整装置と、クリーニングブレードの温度を調節する機能を有する空調手段と、クリーニングブレードの温度を測定する温度センサと、クリーニングブレードの温度が前記クリーニングブレードによる残留トナーの掻き落としを適正に行える温度となるように、温度センサの検出値と予め設定されている基準値温度とに応じて前記空調手段を駆動させる温度制御手段と、を有する電子写真方式の画像形成装置において、感光体と現像ユニットとクリーニングユニットとがケース内に収納され、そのケース内が略密閉空間とされてそれぞれ異なる色の画像形成が行われる作像モジュールが複数設けられ、空調手段により温度が調節される空間が作像モジュール内の略密閉空間であり、基準値温度が作像モジュールごとに設定されており、空調手段から作像モジュール内に供給された空気を、作像モジュールから前記空調手段へ還流させる循環流路を備えることを特徴とするものである。そして、この構成により、空調手段の小型化を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、この種の画像形成装置では、低温・低湿度の環境において稼動する際は、制御対象箇所を作像に適した温湿度にするため、加熱・加湿する必要がある。そのため、制御対象箇所の温度よりも高温で制御対象箇所周囲よりも高湿な空調気流を生成して、制御対象箇所に作用させている。高湿な空調気流は、制御対象箇所表面付近においては、制御対象箇所の温度近くまで冷やされるため、局所的に空調気流が露点に達することがある。露点に達すると、当該制御対象箇所に結露が発生してしまうことになる。
【００２５】
しかし、特許文献１に記載された技術では、循環流路を設け、空調手段から作像モジュール内に供給された空気を、作像モジュールから前記空調手段へ還流させているが、制御対象箇所の結露については、全く配慮されていない。そのため、空調を行ったときに、制御対象箇所の表面に結露が発生する可能性を否定できない。
【００２６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、空調により低温・低湿度の環境にて制御対象箇所を当該制御対象の運転に適した温湿度に制御する際に制御対象箇所に結露を発生させないことにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前記課題を解決するため、本発明は、制御対象箇所に空調された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、当該制御対象箇所の周囲の湿度、及び前記気流の湿度に基づいて前記気流の絶対湿度が前記制御対象箇所の温度における飽和水蒸気量を超えないように前記気流の湿度を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、空調により低温・低湿度の環境で制御対象箇所を当該制御対象の運転に適した温湿度に制御する際、制御対象箇所に結露が生じないようにすることができる。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よって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】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空調構成の概略を示す図である。
【図２】実施例１における空調制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】実施例２に係る画像形成装置の空調構成の概略を示す図である。
【図４】実施例２における空調制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例３に係る画像形成装置の帯電部に実施例２の空調装置を適用した概略構成図である。
【図６】実施例４に係る画像形成装置の帯電部に実施例２の空調装置を適用した概略構成図である。
【図７】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。
【図８】一般的な空調手段として使用される蒸気圧縮式冷凍機の構成及び動作原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、空調手段の制御気流の絶対湿度が、制御対象箇所の温度における飽和水蒸気量を超えないように制御することを特徴とする。
【００３１】
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。
【実施例１】
【００３２】
図１は実施例１に係る画像形成装置の空調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７に示した従来技術と同様である。
【００３３】
本実施例に係る画像形成装置２００の空調構成は、温湿度制御の制御対象箇所１、循環流路２、及び空調装置３から基本的に成り立っている。
【００３４】
本実施例においても、前述の特許文献１記載の画像形成装置と同様に、感光体、現像ユニット、クリーニングユニット等の電子写真方式の画像形成要素が作像モジュールとしてケース内に収納され、そのケース内が略密閉空間４とされている。図７の場合は、それぞれ異なる色の画像形成が行われる作像モジュールが複数設けられているが、図１では、１色の場合を例に取っている。すなわち、空調装置３により温度が調節される空間が作像モジュール内の略密閉空間４であり、この略密閉空間内４に制御対象箇所１が設定されている。
【００３５】
空調装置３は、温度制御装置３１、加湿装置３２及び空調制御装置３３を備えている。循環経路２は、略密閉空間４と加湿装置３２を結ぶ第１の流路２１、加湿部３２と温度制御装置３１を結ぶ第２の流路２２、温度制御装置３１と略密閉空間４と結ぶ第３の流路２３を備え、第１ないし第３の流路２１，２２，２３を連通し、この連通された１つの流路内を空調された制御気流が循環するようになっている。
【００３６】
第１の流路２１の加湿装置３２側と第１の流路２１から略密閉空間４に入った箇所にはそれぞれ第１の湿度センサ５１及び第２の湿度センサ５２が配置されている。また、温度センサ６が制御対象箇所１に設置されている。これにより、第１の湿度センサ５１は加湿装置３２の下流側直近において空調装置３で生成される制御気流の湿度を検知し、第２の湿度センサ５２は制御対象箇所１の周囲の湿度を検知する。温度センサ６は制御対象箇所１の温度を検知する。
【００３７】
第１及び第２の湿度センサ５１，５２、温度センサ６の検知出力は信号線を介して空調制御装置３に入力される。また、温度制御装置３１と加湿装置３２はそれぞれ空調制御装置３３と信号線により接続され、空調制御装置３３の図示しないＣＰＵ（中央処理装置）によって制御される。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。
【００３８】
温度制御装置３１は、図８に示した空調手段である。空調手段は前述のように四方弁１０５の切替により冷房運転及び暖房運転を切り替えることができ、空調制御装置３３によっていずれかに切り替えられ、ファン３１ａによって第２の流路２２から加湿装置３２側（矢印Ｄ１方向）に送風される。
【００３９】
加湿装置３２は制御気流内の湿度を上げる機能を有する装置であり、前述の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のいずれかの方式の装置が使用される。加湿装置３２は温度が低いときは飽和水蒸気量が少ないので、温度との関係で運転の是非および強弱が選択される。また、温度制御装置３１が冷房運転の場合を考えると、加湿装置３２を温度制御装置３１の前段に配置すると結露する場合があるので、加湿装置３２は温度制御装置３１の後段に配置される。
【００４０】
本実施例においては、温度制御装置３１で温度制御された空気が第２の流路２２から加湿装置３２に送られて加湿される。空調装置３で生成された制御気流は循環経路２の第１の流路２１により制御対象箇所１に案内され、第３の流路２３を通って再び空調装置３に戻る。循環経路２はダクトにより高い密閉度で構成されることが望ましいが、その限りではなく装置内の隙間が循環経路を形成するように構成することもできる。
【００４１】
図２は本実施例における空調制御装置の制御手順を示すフローチャートである。本実施例においては、空調制御装置３３は温度センサ６の検出値ｔ［℃］と第２の湿度センサ５２の検出値（容積絶対湿度）ｈ２［ｇ／ｍ＾３］が所望の範囲（温度がＴＬ［℃］以上、ＴＨ［℃］以下、湿度がＨＬ［ｇ／ｍ＾３］以上）になるように、温度制御装置３１と加湿装置３２を制御する。
【００４２】
本実施例においては、画像形成装置の稼動が開始された後、温度センサ６の検出値ｔと所望の温度下限値ＴＬとを比較する（ステップＳ１０１）。そして、
ｔ＜ＴＬ  ・・・（１）
が真の場合（ｔがＴＬより小さい場合）は温度制御装置３１を加熱（暖房）運転とし（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０６に移行する。
【００４３】
式（１）が偽の場合（ｔがＴＬより小さくない場合）は、ステップＳ１０３に移行し、温度センサ６の検出値ｔと所望の温度上限値ＴＨとを比較する。そして、
ＴＨ＜ｔ  ・・・（２）
が偽の場合（ｔがＴＨ以下の場合）は温度制御装置３１を停止（送風運転）とし（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０６に移行する。
【００４４】
式（２）が真の場合（ｔがＴＨより大きい場合）は、ステップＳ１０５で温度制御装置３１を冷却（冷房）運転とし、ステップＳ１０６に移行する。
【００４５】
ステップＳ１０６では、第２の湿度センサ５２の検出値（容積絶対湿度）ｈ２と所望の湿度下限値ＨＬとを比較し、
ｈ２＜ＨＬ  ・・・（３）
が真の場合（ｈ２がＨＬより小さい場合）は加湿装置３２を加湿運転とし（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８で加湿量を増減し、ステップＳ１１０に移行する。
【００４６】
他方、式（３）が偽の場合（ｈ２がＨＬ以上の場合）は、ステップＳ１０９で加湿装置３２の運転を停止し、ステップＳ１１０に移行する。
【００４７】
ステップＳ１０８の処理では、加湿装置３２の運転に際し、第１の湿度センサ５１の検出値（容積絶対湿度）ｈ１［ｇ／ｍ＾３］が制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａ［ｇ／ｍ＾３］を超えないように加湿装置３２の加湿量Ｂ［ｇ／ｍｉｎ］を制御する。本実施例においては、飽和水蒸気量Ａに０．９を乗じた乗算値と第１の湿度センサ５１の検出値ｈ１との差異だけ制御気流の単位体積あたりの水分量を増減させている。
【００４８】
ステップＳ１１０では、画像形成装置２００の稼動停止をチェックする。このチェックで、画像形成装置２００が稼動状態であれば、ステップＳ１０１に戻って以降の処理を繰り返す。他方、稼動が停止されていれば、その時点でこの制御を終える。
【００４９】
なお、ステップＳ１０８では、空調装置３の制御気流流量（一定）をＬ［ｌ／ｍｉｎ］としたときに、
Ｂ＝（Ａ×０．９−ｈ１）×Ｌ×１０＾−３    ・・・（４）
となる加湿量Ｂを増減させている。
【００５０】
このように制御すると、第１の湿度センサ５１の検出値ｈ１がＡ×０．９に近づくように制御されるので、制御気流の絶対湿度が、制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量を超えることはない。それ故、制御対象箇所１の表面付近において制御気流が制御対象箇所１の温度近くまで冷やされたとしても、制御気流が露点に達することがない。したがって、制御対象箇所１の表面に結露が生じることもない。
【００５１】
なお、本実施例においては、Ａに０．９という係数をかけて、ｈ１がＡを超えないようにＡに近づけているが、この係数は０．９でなくともよく、前記式（４）のように加湿量を求めて増減させる方法でなくともよい。前記係数の設定及び方法は例示であり、本発明が、前記係数及び方法に限られるものではない。
【実施例２】
【００５２】
図３は実施例２に係る画像形成装置の空調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７に示した従来技術と同様である。
【００５３】
実施例２は、実施例１における第１の湿度センサ５１を第２の流路２２に設けたものである。この第２の流路２２に設けた第１の湿度センサ５１は加湿装置３２の上流側直近（温度制御装置３１と加湿装置３２の間）で温度制御装置３１において生成される制御気流の湿度を検知し、第２の湿度センサ５２は制御対象箇所１の周囲の湿度を検知する。その他の各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。
【００５４】
図４は本実施例における空調制御装置の制御手順を示すフローチャートである。本実施例においては、空調制御装置３３は温度センサ６の検出値ｔ［℃］と第２の湿度センサ５２の検出値（容積絶対湿度）ｈ２［ｇ／ｍ＾３］がそれぞれ所望の範囲（温度がＴＬ［℃］以上ＴＨ［℃］以下、湿度がＨＬ［ｇ／ｍ＾３］以上）になるように、温度制御装置３１と加湿装置３２を制御する。
【００５５】
本実施例においては、画像形成装置の稼動が開始された後、温度センサ６の検出値ｔと所望の温度下限値ＴＬとを比較する（ステップＳ２０１）。そして、
ｔ＜ＴＬ  ・・・（１）
が真の場合（ｔがＴＬより小さい場合）は温度制御装置３１を加熱（暖房）運転とし（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０６に移行する。
【００５６】
式（１）が偽の場合（ｔがＴＬより小さくない場合）は、ステップＳ２０３に移行し、温度センサ６の検出値ｔと所望の温度上限値ＴＨとを比較する。そして、
ＴＨ＜ｔ  ・・・（２）
が偽の場合（ｔがＴＨ以下の場合）は温度制御装置３１を停止（送風運転）とし（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０６に移行する。
【００５７】
式（２）が真の場合（ｔがＴＨより大きい場合）は、ステップＳ２０５で温度制御装置３１を冷却（冷房）運転とし、ステップＳ２０６に移行する。
【００５８】
ステップＳ２０６では、第２の湿度センサ５２の検出値（容積絶対湿度）ｈ２と所望の湿度下限値ＨＬとを比較し、
ｈ２＜ＨＬ  ・・・（３）
が真の場合（ｈ２がＨＬより小さい場合）は、ステップＳ２０７に移行し、ステップＳ２０７で制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａ［ｇ／ｍ＾３］と前記湿度下限値ＨＬとを比較する。そして、
Ａ＜ＨＬ  ・・・（５）
が真の場合（ＡがＨＬよりも小さい場合）は、空調装置３の制御気流流量（一定）をＬ［ｌ／ｍｉｎ］としたときに、加湿装置３２の加湿量Ｂ［ｇ／ｍｉｎ］が
Ｂ＝（Ａ−ｈ１）×Ｌ×１０＾−３  ・・・（６）
となるように制御して（ステップＳ２０８）、ステップＳ２１１に移行する。
【００５９】
式（５）が偽の場合（ＡがＨＬ以上の場合）は、加湿手段の加湿量Ｂ［ｇ／ｍｉｎ］が
Ｂ＝（ＨＬ−ｈ１）×Ｌ×１０＾−３  ・・・（７）
となるように制御して（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１１に移行する。
【００６０】
他方、ステップＳ２０６で、式（３）が偽の場合（ｈ２がＨＬより小さくない場合）には、加湿装置３２の運転を停止し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２１１に移行する。
【００６１】
ステップＳ２１１では、画像形成装置２００の稼動停止をチェックする。このチェックで、画像形成装置２００が稼動状態であれば、ステップＳ２０１に戻って以降の処理を繰り返す。他方、稼動が停止されていれば、その時点でこの制御を終える。
【００６２】
このように制御することによって、制御気流の絶対湿度が制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量と制御対象箇所１の目標湿度とのうち小さい方に制御される。したがって、制御対象箇所１における結露の発生を防ぎながら、制御対象箇所１の周囲の雰囲気を目標湿度にすることができる。
【実施例３】
【００６３】
図５は図７に示した従来から実施されている間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の帯電部に実施例２の空調装置を適用した例を示す概略構成図である。
【００６４】
本実施例においては、画像形成装置２００内に設けられた空調装置３の気流供給口３４から供給された制御気流が、加湿装置３２を通って各環境制御箇所１−１，２，３，４に送り込まれ、熱交換して制御気流吸引口３５に戻る循環流路（エアダクト）２が配設されている。本実施例は、各環境制御箇所１−１，２，３，４に対して循環流路２が並列に配置された例である。
【００６５】
各環境制御箇所１−１，２，３，４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の作像モジュールの帯電部であり、各作像モジュールについて、図７に示したように感光体２１２を中心に現像部２１４、帯電部、クリーニング部などの作像要素が密集して配置されている。本実施例では、各環境制御箇所１−１，２，３，４を構成する各作像モジュールに、第１の流路２１を通る制御気流がそれぞれ供給される。各作像モジュールでは、当該作像モジュールの吐出口から吐出された制御気流の大部分は当該作像モジュールの吸込口から吸い込まれ、第３の流路２３に集められ、空調装置３側に戻る。
【００６６】
各作像モジュールのドラム状の感光体２１２に対して並列に設けられたエアダクトは、各感光体２１２では軸方向の奥側に制御気流のドラム吐出口、軸方向の手前側にドラム吸込口が配置されている。感光体２１２周囲は図示しない部品が密集しており、ドラム吐出口から吐出された制御気流の大部分はドラム吸込口から吸い込まれる。感光体２１２に移送された制御気流は、感光体２１２及び現像ローラ付近に発生する気流により、現像部２１４内へも進入するため、帯電部のみならず、感光体２１２付近と現像装置内部の温湿度を制御することが可能である。
【００６７】
さらに温度制御装置３１と加湿装置３２との間の第２の流路（エアダクト）２２の内部には第１の湿度センサ５１、各現像装置のケースに温度センサ６−１，２，３，４、感光体２１２付近に第２の湿度センサ５２−１，２，３，４が配置されていて、制御装置３３と、温度制御装置３１、加湿装置３２、第２の湿度センサ５２−１，２，３，４、温度センサ６−１，２，３，４、第１の湿度センサ５１は図示しない信号線により接続されている。
【００６８】
本実施例においては、制御装置３３は温度センサ６−１，２，３，４の検出値の平均値と第２の湿度センサ５２−１，２，３，４の検出値の平均値が所望の範囲になるように、実施例２と同様に温度制御装置３１と加湿装置３２を制御する。その際、加湿装置３２は、第２の温度センサ６−１，２，３，４の検出値のうち最も低い値における飽和水蒸気量に基づいて実施例２と同様にして加湿装置３２の加湿量を制御する。
【００６９】
本実施例では、温度制御装置３１、加湿装置３２によって生成される制御気流が各感光体２１２の回転軸方向に並列に設けられたエアダクトにより供給されるため、各感光体２１２に、同等の温度・湿度の制御気流をそれぞれ作用させることができる。また、最も温度が低い現像部２１４の温度に基づいて加湿装置３２が制御されるので、全ての現像部２１４において結露を確実に防ぐことができる。
【００７０】
なお、本実施例では、現像部２１４のケースに温度センサ６が設けられているが、現像部２１４や感光体２１２周辺で最も低温となる箇所に設置するのが望ましい。又は、温度センサ６と設置する箇所の温度と現像部２１４あるいは感光体２１２の周辺で、最も低温となる箇所の温度との差異を実験やシミュレーションなどで予め把握しておき、温度センサ６の検出値から差異を減じるなどの補正をすることも可能である。
【００７１】
本実施例では、実施例２に示した循環流路２は、各環境制御箇所１−１，２，３，４を構成する各作像モジュール間の間隙、あるいは各作像モジュールを包み込むケースの内壁との間の間隙で構成される。各ユニット間の間隙あるいは収納部の内壁との間の間隙はダクトとして見ると、完全な閉鎖空間ではないので、制御気流の漏れが生じる。しかし、この漏れは、空調装置３の運転効率から見るとさして問題となる量ではなく、空調装置３による空調効果を十分に得ることができる。
【００７２】
なお、実施例２と同一又は同一と見なせる各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、特に説明しない各部は実施例２と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例４】
【００７３】
図６は、図７に示した従来から実施されている間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の帯電部に実施例２の空調装置を適用した他の例を示す概略構成図である。画像形成装置自体は実施例３と同一の構成である。
【００７４】
本実施例は、実施例３に対して循環流路２を、各制御対象箇所１−１，２，３，４に対して直列に配置したものである。すなわち、画像形成装置２００内に設けられた空調装置３の気流供給口３４から吐出された制御気流が、加湿装置３２を通り、各環境制御箇所１−１，２，３，４に対して直接に配置された循環流路２を介して各環境制御箇所１−１，２，３，４に送り込まれ、熱交換して制御気流吸引口３５に戻るようになっている。この制御気流の循環工程で、各作像モジュールを構成するケース内の温湿度を制御する。その他、特に説明しない各部は実施例３と同様に構成されている。
【００７５】
本実施例においても、制御装置３３は温度センサ６−１，２，３，４の検出値の平均値と第２の湿度センサ５２−１，２，３，４の検出値の平均値が所望の範囲になるように、実施例２及び３と同様に温度制御装置３１と加湿装置３２を制御する。その際、加湿装置３２の制御においては、加湿装置３２からの制御気流経路の最も下流に配置される作像モジュール（Ｂｋ）１−４の温度センサ６−４の検出値における飽和水蒸気量に基づいて加湿量を制御する。この制御は実施例２及び３と同様して行われる。
【００７６】
本実施例では、温度制御装置３１、加湿装置３２によって生成される制御気流が各感光体２１２の軸方向に通るエアダクトに対して直列に制御気流を送り込むため、各感光体２１２に同じ流量の制御気流を作用させることができる。また、直列に配管すればよいため、エアダクト構成が簡単になる。
【００７７】
さらに、制御装置３３は加湿装置３２からの循環経路２の最も下流に配置される現像部２１４の温度に基づいて加湿装置３２を制御するので、制御気流が最も低下する箇所による結露の発生を防ぐことができ、ひいては、その上流側に位置する全ての現像部２１４について確実に結露を防ぐことができる。
【００７８】
本実施例においても、実施例２に示した循環流路２は、各環境制御箇所１−１，２，３，４を構成する各作像モジュール間の間隙、あるいは各作像モジュールを包み込むケースの内壁との間の間隙で構成される。実施例３と同様に空調装置３による空調効果を十分に得ることができる。
【００７９】
なお、実施例２と同一又は同一と見なせる各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、特に説明しない各部は実施例２と同様に構成され、同様に機能する。
【００８０】
以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００８１】
１）  制御対象箇所１に空調された気流を供給する空調装置３が、制御対象箇所１の温度、当該制御対象箇所１の周囲の湿度、及び前記気流の湿度に基づいて当該気流の絶対湿度が制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａを超えないように前記気流の湿度を制御（Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８）する空調制御装置３３を備えているので、空調装置３により低温・低湿度の環境で制御対象箇所を当該制御対象箇所の運転に適した温湿度に制御する際に、当該制御対象箇所に結露が発生しないようにすることができる。
【００８２】
２）  画像形成装置が前記１）における空調装置を有し、当該画像形成装置が、前記制御対象箇所１の温度を検出する温度センサ６と、前記制御対象箇所１の周囲の湿度を検出する第２の湿度センサ５２と、前記気流の湿度を検出する第１の湿度センサ５１と、前記気流に対して加湿する加湿装置３２と、前記気流を加熱又は冷却する温度制御装置３１と、を備え、前記空調制御装置３３手段は、前記温度センサ６によって検出された温度、並びに前記第１及び第２の湿度センサ５１，５２によって検出された湿度に基づき前記加湿装置３２による加湿量を制御するので、温度及び湿度を確実に検出して画像形成装置において前記１）の効果と同様の効果を得ることができる。その際、飽和水蒸気量Ａに０．９を乗じた乗算値と第１の湿度センサ５１の検出値ｈ１との差異だけ制御気流の単位体積あたりの水分量を増減することにより、結露の発生を防止することができる。
【００８３】
３）  前記２）の画像形成装置において、前記空調装置３が加熱及び加湿運転する際に、前記空調制御装置３３は、前記気流の絶対湿度が前記制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａと当該制御対象箇所１の目標湿度のうちの小さい方（湿度下限値ＨＬ）になるように加湿量を制御する（ステップＳ２０７，Ｓ０８，Ｓ２０９）。すなわち、制御対象箇所１が低温のときは、前記気流が制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａを目標湿度（Ａ−ｈ１）とし、制御対象箇所１の温度が上昇して制御対象箇所１の温度における飽和水蒸気量Ａよりも制御対象箇所１の目標湿度の方が小さくなったときは、前記気流が制御対象箇所１の目標湿度（ＨＬ−ｈ１）として制御する。これにより、制御対象箇所１における結露の発生を防ぎながら、制御対象箇所１の周囲を目標湿度にすることができる。
【００８４】
４）  前記２）の画像形成装置において、前記加湿装置３２が前記温度制御装置３１の下流側に配置され、前記第１の湿度センサ５１が、前記加湿装置３２の下流側直近に配置されているので、前記空調制御装置３３は加湿後の気流内の湿度に基づいて加湿量を増減することができる。
【００８５】
５）  前記３）の画像形成装置において、前記加湿装置３２が前記温度制御装置３１の下流側に配置され、前記第１の湿度センサ５１が、前記加湿装置３２と前記温度制御装置３１との間に配置されているので、前記空調制御装置３３は加湿前の気流内の湿度に基づいて加湿量を増減することができる。
【００８６】
６）  前記２）又は３）の画像形成装置が、前記制御対象箇所１を複数有し、前記空調装置３と前記複数の制御対象箇所（環境制御箇所）１−１，２，３，４を並列に連結する前記気流の循環経路２（２１，２２，２３）を備えているので、前記複数の環境制御箇所１−１，２，３，４に同じ温湿度の空調された気流を送風し、空調を行うことができる。
【００８７】
７）  前記６）の画像形成装置において、前記空調装置３が加熱及び加湿運転する際に、前記空調制御装置３１は、最も温度が低い環境制御箇所１−１，２，３，４の温度における飽和水蒸気量に基づいて加湿量を制御するので、全ての環境制御箇所１−１，２，３，４での結露を確実に防ぐことができる。
【００８８】
８）  前記２）又は３）の画像形成装置が、前記制御対象箇所１を複数有し、前記空調装置３と前記複数の制御対象箇所（環境制御箇所）１−１，２，３，４を直列に連結する前記気流の循環経路２（２１，２２，２３）を備えているので、複数の環境制御箇所１−１，２，３，４に同じ流量の空調された気流を送風し、空調を行うことができる。また、循環流路２を簡単な構成で実現することができる。
【００８９】
９）  前記８）の画像形成装置において、前記空調装置３が加熱及び加湿運転する際に、前記空調制御装置３１は、前記循環経路２の最も下流側の環境制御箇所１−４の温度における飽和水蒸気量に基づいて加湿量を制御するので、全ての制御対象箇所での結露を確実に防ぐことができる。
【００９０】
１０）  前記２）ないし９）の画像形成装置において、前記制御対象箇所１が電子写真方式で画像を形成する画像形成要素の１つを含むので、対象となる画像形成要素を結露することなく空調することができる。
【００９１】
なお、特許請求の範囲における制御対象箇所は本実施形態では符号１（若しくは環境制御箇所１−１，２，３，４）に、空調装置は符号３に、制御手段は空調制御装置３３に、画像形成装置は符号２００に、温度検出手段は温度センサ６に、第１の湿度検出手段は第１の湿度センサ５１に、第２の湿度検出手段は第２の湿度センサ５２に、加湿手段は加湿装置３２に、温度制御手段は温度制御装置３１に、循環経路は符号２（第１の流路２１，第２の流路２２，第３の流路２３）に、それぞれ対応する。
【００９２】
さらに、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。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る空調装置は、画像形成装置に限らず、電子機器、サーバー、保管庫などの装置内の若しくは装置内の所定箇所の温湿度をコントロールする必要のあるものに適用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１    制御対象箇所
１−１，２，３，４  環境制御箇所
２  循環経路
３  空調装置
６  温度センサ
２１  第１の流路
２２  第２の流路
２３  第３の流路
３１  温度制御装置
３２  加湿装置
３３  空調制御装置
５１  第１の湿度センサ
５２  第２の湿度センサ
２００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】特許第４１３４２０８号公報
【図１】
2014085436.tif 000003
【図２】
2014085436.tif 000004
【図３】
2014085436.tif 000005
【図４】
2014085436.tif 000006
【図５】
2014085436.tif 000007
【図６】
2014085436.tif 000008
【図７】
2014085436.tif 000009
【図８】
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