(57)【要約】      （修正有）【課題】画像形成装置に着脱可能で、且つ、消費電力を抑制可能なヒータユニットを提供する。【解決手段】画像形成装置Ａの吸気口１３に着脱可能なヒータユニット２００であって、電源プラグ２１０から受けた電力によって発熱し、防塵ガラス４５に取り付けられたサーミスタ３６により検出された温度が、環境センサ３５の検出結果に基づいて第二制御部により判定された露点温度以下のときに駆動するように、通信手段を介して画像形成装置Ａに制御されるヒータと、電源プラグ２１０から受けた電力によって回転して気流を生成し、該気流によってヒータにより暖められた空気を吸気口１３に流入させるファン２０１と、を有する。【選択図】図１
2019128508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面に形成されたトナー像を記録材に転写して画像を形成する画像形成部と、
装置本体の外装に設けられた吸気口と、
前記吸気口から吸気された空気を前記画像形成部に導くダクトと、
前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するダクトファンと、
前記画像形成部の温湿度を検出する温湿度検出手段と、
前記温湿度検出手段により検出された温湿度に基づいて前記画像形成部の露点温度を判定する判定手段と、
前記温湿度検出手段とは別の位置に設けられ、前記画像形成部の温度を検出する温度検出手段と、
を有する画像形成装置の前記吸気口に着脱可能なヒータユニットであって、
前記画像形成装置との通信を行う通信手段と、
商用電源から電力を受けるための電源プラグと、
前記電源プラグから受けた電力によって発熱するヒータであって、前記温度検出手段により検出された温度が、前記判定手段により判定された前記露点温度以下のときに駆動するように、前記通信手段を介して前記画像形成装置に制御されるヒータと、
前記電源プラグから受けた電力によって回転して気流を生成し、該気流によって前記ヒータにより暖められた空気を前記吸気口に流入させるファンと、
を有することを特徴とするヒータユニット。
【請求項２】
前記ヒータは、前記ヒータが駆動した状態で前記判定手段により判定された第１温度が該第１温度より前に判定された第２温度より所定以上低く、且つ、前記ヒータが駆動した状態で前記温度検出手段により検出された第３温度が前記第１温度より所定以上高い場合、駆動が停止されることを特徴とする請求項１に記載のヒータユニット。
【請求項３】
前記ヒータユニットが有する前記ファンの送風方向において前記ヒータよりも下流側に設けられ、前記ヒータにより暖められた空気の温度を検出する温度検出部を備え、
前記ヒータは、前記温度検出部により検出される温度が目標温度となるように制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータユニット。
【請求項４】
感光体の表面に形成されたトナー像を記録材に転写して画像を形成する画像形成部と、
装置本体の外装に設けられた吸気口と、
前記吸気口から吸気された空気を前記画像形成部に導くダクトと、
前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するダクトファンと、
前記画像形成部の温湿度を検出する温湿度検出手段と、
前記温湿度検出手段により検出された温湿度に基づいて前記画像形成部の露点温度を判定する判定手段と、
前記温湿度検出手段とは別の位置に設けられ、前記画像形成部の温度を検出する温度検出手段と、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヒータユニットを装着するための被装着部と、
前記ヒータユニットとの通信を行う通信部と、
前記温度検出手段により検出された温度と、前記判定手段により判定された前記露点温度とに基づいて、前記通信手段を介して前記ヒータユニットの前記ヒータの駆動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記被装着部は、前記ヒータユニットの係合部と係合する被係合部であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記被装着部は、前記ヒータユニットをビス止めするためのビス穴であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成部は、光源と、前記光源から出射された光束を前記感光体の表面で光束を走査して静電潜像を形成する走査手段と、前記走査手段により走査される前記光束を通過させる開口が形成された筐体と、前記開口を閉塞するとともに、前記光束を透過させる閉塞部材と、を有する光走査ユニットを備え、
前記温度検出手段は、前記閉塞部材の温度を検出することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
感光体の表面に形成されたトナー像を記録材に転写して画像を形成する画像形成部と、
装置本体の外装に設けられた吸気口と、
前記吸気口から吸気された空気を前記画像形成部に導くダクトと、
前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するダクトファンと、
前記画像形成部の温湿度を検出する温湿度検出手段と、
前記温湿度検出手段により検出された温湿度に基づいて前記画像形成部の露点温度を判定する判定手段と、
を有する画像形成装置の前記吸気口に着脱可能なヒータユニットであって、
前記画像形成装置との通信を行う通信手段と、
商用電源から電力を受けるための電源プラグと、
前記電源プラグから受けた電力によって発熱するヒータであって、前記画像形成装置の画像形成枚数に対する前記露点温度の変化率が所定以上のときに駆動するように、前記画像形成装置により前記通信手段を介して駆動が制御されるヒータと、
前記電源プラグから受けた電力によって回転して気流を生成し、該気流によって前記ヒータにより暖められた空気を前記吸気口に流入させるファンと、
を有することを特徴とするヒータユニット。
【請求項９】
前記ヒータは、前記画像形成装置の画像形成枚数に対する前記露点温度の変化率が所定未満になったときに駆動が停止されることを特徴とする請求項８に記載のヒータユニット。
【請求項１０】
前記ヒータユニットが有する前記ファンの送風方向において前記ヒータよりも下流側に設けられ、前記ヒータにより暖められた空気の温度を検出する温度検出部を備え、
前記ヒータは、前記温度検出部により検出される温度が目標温度となるように制御されることを特徴とする請求項８又は９に記載のヒータユニット。
【請求項１１】
前記ヒータユニットが有する前記ファンは、前記ヒータが駆動する場合、駆動しない場合よりも小さい回転数で駆動することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のヒータユニット。
【請求項１２】
感光体の表面に形成されたトナー像を記録材に転写して画像を形成する画像形成部と、
装置本体の外装に設けられた吸気口と、
前記吸気口から吸気された空気を前記画像形成部に導くダクトと、
前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するダクトファンと、
前記画像形成部の温湿度を検出する温湿度検出手段と、
前記温湿度検出手段により検出された温湿度に基づいて前記画像形成部の露点温度を判定する判定手段と、
請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のヒータユニットを装着するための被装着部と、
前記ヒータユニットとの通信を行う通信部と、
前記温湿度検出手段により検出された温湿度に基づいて前記画像形成部の露点温度を判定し、画像形成枚数に対する前記露点温度の変化率が所定以上の時に前記ヒータが駆動するように、前記通信手段を介して前記ヒータを制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記被装着部は、前記ヒータユニットの係合部と係合する被係合部であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記被装着部は、前記ヒータユニットをビス止めするためのビス穴であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に着脱可能なヒータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像をトナー像として顕像化し、トナー像を記録媒体に転写後に加熱定着工程を経て成果物の出力を行っている。この画像形成装置は、稼動時には定着装置や各種モータの動作等により生じる熱によって装置内の温度は外気の温度より高くなる。
【０００３】
しかしながら、例えば寒冷地の冬季に暖房が停止された状態で放置された後、暖房を稼働させた直後に電源が投入された場合、画像形成装置の吸気口から装置内に吸気された暖気によって装置内に結露が生じる場合がある。この結露により感光体に水滴が付着した状態で画像形成が実行されると、感光体表面やトナーが局部的に濡れて、一様帯電や均一なトナーコートが困難となり、濃度ムラ等の画像不良を生じさせる。
【０００４】
これに対して特許文献１に記載の画像形成装置は、プロセスカートリッジ内に感光体、サーミスタ、ヒータを内蔵している。そして当該画像形成装置は、サーミスタが検出した温湿度データから結露有りを判定し、結露を防止するために予め実験的に求められた温度になるようにヒータを制御して結露を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、結露を防止するために予め実験的に求められた温度になるようにヒータを制御するため、設計上想定する以上に気温が低い環境下に設置される場合には結露が生じてしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、画像形成装置の外装の吸気口部分に外付けのヒータユニットを取り付けることで、設計上想定する以上に気温が低い環境下に画像形成装置が設置された場合でも、結露の発生を抑制することができる。しかし外付けのヒータユニットを常に駆動させる構成では、結露が発生しにくい環境下において結露対策が不要なのにも関わらずヒータを駆動させてしまい消費電力を増加させるおそれがある。
【０００８】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、画像形成装置に着脱可能で、且つ、消費電力を抑制可能なヒータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るヒータユニットの代表的な構成は、感光体の表面に形成されたトナー像を記録材に転写して画像を形成する画像形成部と、装置本体の外装に設けられた吸気口と、前記吸気口から吸気された空気を前記画像形成部に導くダクトと、前記吸気口から前記ダクト側に空気を取り込むための気流を生成するダクトファンと、前記画像形成部の温湿度を検出する温湿度検出手段と、前記温湿度検出手段により検出された温湿度に基づいて前記画像形成部の露点温度を判定する判定手段と、前記温湿度検出手段とは別の位置に設けられ、前記画像形成部の温度を検出する温度検出手段と、を有する画像形成装置の前記吸気口に着脱可能なヒータユニットであって、前記画像形成装置との通信を行う通信手段と、商用電源から電力を受けるための電源プラグと、前記電源プラグから受けた電力によって発熱するヒータであって、前記温度検出手段により検出された温度が、前記判定手段により判定された前記露点温度以下のときに駆動するように、前記通信手段を介して前記画像形成装置に制御されるヒータと、前記電源プラグから受けた電力によって回転して気流を生成し、該気流によって前記ヒータにより暖められた空気を前記吸気口に流入させるファンと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るヒータユニットによれば、画像形成装置に着脱可能で、且つ、消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】画像形成装置のファンとダクトの配置関係を示す模式図である。
【図３】標準大気圧における温度と相対湿度１００％、８０％、６０％、４０％、２０％の各大気が含有する水蒸気量との関係を示すグラフである。
【図４】画像形成装置のシステム構成の一部を示すブロック図である。
【図５】第二制御部のシステム構成を示すブロック図である。
【図６】ヒータユニットを吸気側からみた斜視図である。
【図７】ヒータユニットを排気側からみた斜視図である。
【図８】画像形成装置におけるヒータユニットが装着される被装着部を示す図である。
【図９】ヒータユニットのシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】結露回復モードのフローチャートである。
【図１１】ヒータ駆動時の排気温度の目標温度と画像形成装置の装置内温度の目標温度との関係を示すグラフである。
【図１２】結露回復モードのフローチャートである。
【図１３】ヒータユニットの他の構成を示す斜視図である。
【図１４】画像形成装置におけるヒータユニットが装着される被装着部の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、本発明の第１実施形態に係るヒータユニットが装着される画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナーを中間転写ベルトに転写した後、記録材としてのシートに画像を転写して画像を形成する電子写真方式のプリンタ複合器である。なお、以下の説明において、上記各色のトナーを使用する部材には添え字としてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付するものの、各部材の構成や動作は使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じであるため、区別を要する場合以外は添え字を適宜省略する。
【００１４】
図１に示す様に、画像形成装置Ａは、シートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部５０と、画像形成部５０に向けてシートを供給するシート給送部４０と、シートにトナー像を定着させる定着部としての定着装置２０を備える。なお、画像形成装置Ａは、電源プラグ９２が商用電源のコンセントに接続されることで電源が供給される。
【００１５】
画像形成部５０は、感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）、感光体ドラム１表面を帯電させる帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）を備える。また一次転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、レーザスキャナユニット３、クリーニングブレード７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）中間転写ユニット７２、温湿度を検出する環境センサ３５（温湿度検出手段）を備える。
【００１６】
感光体ドラム１は、アルミシリンダー等の導体の表層に厚さ３０〜６０μｍ程度の有機感光層を形成したものである。本実施形態では、感光体ドラム１は、画像形成時において周速１８０ｍｍ／ｓｅｃで駆動制御される。
【００１７】
レーザスキャナユニット３（光走査ユニット）は、半導体レーザ４１（光源）、レーザードライバ（不図示）、ポリゴンミラー４２（走査手段）、ｆθレンズ４３、折り返しミラー４４、防塵ガラス４５等を有する。また防塵ガラス４５には、温度を検出するサーミスタ３６（温度検出手段）が取り付けられている。レーザスキャナユニット３は、画像読取部７０や不図示の外部機器等から送信された画像データに応じて半導体レーザ４１から各色の感光体ドラム１表面にレーザ光束Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）を照射し、感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する。具体的には、半導体レーザ４１から出射されたレーザ光束Ｌは、ポリゴンミラー４２により偏向され、ｆθレンズ４３を透過し、折り返しミラー４４に反射された後に、防塵ガラス４５を透過（開口を通過）して感光体ドラム１表面で走査される。防塵ガラス４５は、レーザ光束Ｌを透過させると共に、レーザスキャナユニット３の筐体４７に形成された開口を閉塞して筐体４７内に塵等の異物が入ることを防止する閉塞部材である。
【００１８】
中間転写ユニット７２は、中間転写ベルト５１、二次転写ローラ１４、二次転写対向ローラ１５、駆動ローラ１７、テンションローラ６１等を備える。中間転写ベルト８は、二次転写対向ローラ１５、駆動ローラ１７、テンションローラ６１に張架された無端状のベルトであり、駆動ローラ１７の回転に伴って周回移動する。
【００１９】
次に、画像形成動作について説明する。まず図３に示す第一制御部１００が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ９によってシート積載部６２に積載収納されたシートＳがレジストローラ１０に送り出される。次に、シートＳは、レジストローラ１０によって斜行補正、タイミング補正がなされた後、トップセンサ１１により先後端位置が検出され、二次転写ローラ１４と二次転写対向ローラ１５から形成される二次転写部に送り込まれる。
【００２０】
一方、画像形成部５０においては、まず帯電ローラ２により感光体ドラム１表面が一様に帯電させられる。その後、レーザスキャナユニット３が画像データに応じて各色の感光体ドラム１表面に半導体レーザ４１からレーザ光束Ｌを照射し、感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
その後、現像装置４が備える現像ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）に現像バイアスが印加されることで、現像ローラ６から感光体ドラム１表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させ、感光体ドラム１表面にトナー像を形成する。感光体ドラム１表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５に一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト５１にそれぞれ一次転写される。これにより中間転写ベルト５１表面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００２２】
その後、中間転写ベルト５１が周回移動することでトナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ１４に二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト５１上のトナー像がシートＳに転写される。
【００２３】
次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着装置２０において加熱、加圧処理が施され、これによりシートＳ上のトナー像がシートＳに定着される。その後、トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ１６によって排出トレイ２１に排出される。なお、一次転写後に感光体ドラム１表面に付着したトナーは、クリーニングブレード７により掻き取られて除去される。
【００２４】
また画像形成部５０やシート積載部６２は、外装カバーに覆われている。外装カバーは、画像形成部５０やシート積載部６２を保護し、かつ視認されないようにするために画像形成装置Ａに設けられている。外装カバーは、装置本体に対して固定された複数のカバー、およびメンテナンスやジャム処理のために開閉される開閉扉を含む。隣接する複数のカバーの間、カバーとそれに隣接する開閉扉との間には若干の隙間はあるものの、外装カバーは概ね画像形成装置Ａの外部と内部を空間的に隔てている。そのため、以下で説明するように、画像形成装置Ａの外部の温度と画像形成装置Ａの内部の温度との間に差が生じてしまう場合がある。なお、本実施形態の画像形成装置Ａは、画像形成部５０にはヒータを内蔵していない。
【００２５】
＜装置内温度の管理と結露について＞
次に、画像形成装置Ａの装置内温度の管理と結露について説明する。
【００２６】
画像形成装置Ａは、画像形成時の各種モータの駆動や定着装置２０の定着動作で生じる熱によって、装置内温度が外気の温度よりも高くなる。このように装置内の昇温が進行すると、例えば感光体ドラム１においてクリーニングブレード７と摺擦する部分の温度がこの昇温分嵩上されて、トナーの軟化や融着が促進されて感光体ドラム１に固着し易くなる。特にトナーに使用されるバインダー樹脂のガラス転移温度は４０℃〜６０℃程度であるため、少しの昇温によりトナーの軟化や融着が促進されて感光体ドラム１に固着し易くなる。
【００２７】
そこで画像形成装置Ａは、その装置本体の外装に設けられ、空気を吸気する吸気口１３と、吸気口１３から吸気された空気を各々の感光体ドラム１の周囲に導くダクト９５を備える。またダクト９５の内部には、吸気口１３から空気をダクト９５側に取り込むための気流（エアフロー）を生成し、ダクト９５内に取り込まれた空気を画像形成部５０に向けて送風するダクトファン９１が設けられている。このように外気を画像形成装置Ａ内に取り込むことで、画像形成時に定着装置２０や各種モータ等から発生する熱を空冷して装置内昇温を抑制する。
【００２８】
図２は、画像形成装置Ａのダクトファン９１とダクト９５の配置関係を示す模式図である。図２に示す様に、ダクトファン９１、ダクト９５は、感光体ドラム１の回転軸線方向の両端部にそれぞれ１つずつ配置されている。これにより感光体ドラム１や現像装置４は、感光体ドラム１の回転軸線方向の両端部から外気が送風されて空冷される。また外気を吸気する吸気口１３には、後述するヒータユニット２００がそれぞれ取り付けられる。なお、ダクト９５は図２に示す構造に限られるものではなく、画像形成部５０に暖気が導かれる構造のものであれば良い。
【００２９】
ここで外気の温度と画像形成装置Ａの装置内温度が同等か、装置内温度が外気より高い状態では、吸気口１３からの外気の取り込みによって感光体ドラム１、現像装置４、レーザスキャナユニット３の周囲に結露現象が生じる事は少ない。しかし上述した通り、例えば寒冷地の冬季に暖房が停止された状態で放置された後、画像形成装置Ａが設置された部屋の暖房を稼働させた直後に電源が投入された場合、吸気口１３から画像形成装置Ａ内に吸気された暖気によって装置内に結露が生じる場合がある。以下、この結露現象について説明する。
【００３０】
図３は、標準大気圧（１０１３．２５ｈＰａ）における温度（℃）と相対湿度１００％、８０％、６０％、４０％、２０％の各大気が含有する水蒸気量（ｇ／ｍ３）との関係を示すグラフである。図３に示す様に、画像形成装置Ａの吸気口１３から２２℃／４０％ＲＨの暖気が取り込まれた場合、この暖気が含む水蒸気量７．７８ｇ／ｍ３に対して、７℃の飽和水蒸気量は７．７６ｇ／ｍ３であるため、表面温度が７℃以下の物体表面には結露が生じる。つまり冬季の暖房の立ち上げ後などに画像形成装置Ａ内にこのような暖気が取り込まれると、感光体ドラム１や現像装置４の表面温度が７℃以下の場合に結露が生じて、一様帯電や均一のトナーコートが困難となって画像不良が生じる。また、防塵ガラス４５の表面温度が７℃以下の場合に結露が生じて露光時の光量の低下等を招来する。
【００３１】
なお、部屋内が低温の状態で暖房機器の稼働とともに加湿機器を稼働させると結露が生じやすい。すなわち、暖房機器の稼働による部屋の温度の上昇とともに加湿器の稼働によって部屋の湿度が上昇し、１ｍ３あたりに含まれる水蒸気量が上昇する。この空気が画像形成装置Ａ内に取り込まれ、かつ１ｍ３あたりに含まれる水蒸気量が装置内の飽和水蒸気量よりも多い場合に結露が生じてしまう。
【００３２】
本実施形態では、冬季に暖房を稼働させた際に画像形成装置Ａに取り込まれる暖気の温湿度を２２℃／６０％〜２５℃／５０％と想定する。この場合、この暖気が含む水蒸気量は１１．５ｇ／ｍ３程度である。また１５℃の飽和水蒸気量は１２．８５ｇ／ｍ３である。そこで画像形成装置Ａに対して着脱可能なヒータユニット２００によって、防塵ガラス４５の温度を露点温度より高い温度とし、防塵ガラス４５表面に結露が生じることを抑制する。
【００３３】
＜制御部＞
次に、画像形成装置Ａのシステム構成の概要について説明する。ヒータユニット２００は、画像形成装置Ａが設置される環境に応じて画像形成装置Ａに取り付けられるオプションユニットである。
【００３４】
図４は、画像形成装置Ａのシステム構成の一部を示すブロック図である。図４に示す様に、画像形成装置Ａは、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３から構成される第一制御部１００を備える。また第一制御部１００には、画像信号処理部１１０、画像読取制御部１２０、第二制御部１３０、操作表示部１４０が接続されている。
【００３５】
ＲＯＭ１０２は、制御プログラムや各種データ、テーブル等を格納する。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムや情報に基づいて各種の演算処理を行う。ＲＡＭ１０３は、プログラムロード領域、作業領域、各種データの格納領域等を備える。つまり第一制御部１００は、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムに基づいてＲＡＭ１０３を作業領域に用いながら画像形成装置Ａの各デバイスを制御する。
【００３６】
また第一制御部１００は、外部インターフェースを介してホストＰＣと接続されている。第一制御部１００は、ホストＰＣから画像データ等の受信を行い、またホストＰＣに対して画像形成装置Ａのステータス情報等の送信を行う。画像信号処理部１１０は、画像読取部７０やホストＰＣから送信された画像信号を処理する。画像読取制御部１２０は、画像読取部７０による原稿読取動作や原稿搬送動作を制御する。
【００３７】
操作表示部１４０は、ユーザの操作により、画像形成装置Ａ本体の各種の設定や、上記の画像形成動作の実行又は中断の指示を第一制御部１００に入力する。また操作表示部１４０には、ユーザへのメッセージ等が表示される。
【００３８】
第二制御部１３０（判定手段、制御手段）は、画像信号処理部１１０から第一制御部１００を介して送られる画像信号に応じて、各デバイスを制御して画像を形成する。図５は、第二制御部１３０のシステム構成を示すブロック図である。図５に示す様に、第二制御部１３０は、ＣＰＵ１２１、ＲＡＭ１２２、ＲＯＭ１２３から構成される。ＣＰＵ１２１、ＲＡＭ１２２、ＲＯＭ１２３の機能は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３と同様である。
【００３９】
また第二制御部１３０には、不図示のＩ／Ｏポートを介して、電圧制御ユニット１５５、レーザスキャナユニット３、共通モータドライバ１５１が接続されている。電圧制御ユニット１５５は、帯電ローラ２、現像ローラ６、一次転写ローラ５、二次転写ローラ１４、定着装置２０などに印加する電圧を制御する。共通モータドライバ１５１は、感光体ドラム１、現像ローラ６、二次転写ローラ１４、駆動ローラ１７を駆動させる共通モータ１５３の動作を制御する。第二制御部１３０は、電圧制御ユニット１５５、レーザスキャナユニット３、共通モータドライバ１５１を制御して上述した画像形成動作を実行させる。
【００４０】
また第二制御部１３０には、ダクトファン９１を駆動させるファンモータ１５４の動作を制御するファンモータドライバ１５２が接続されている。第二制御部１３０は、第二制御部１３０、ファンモータドライバ１５２を介してファンモータドライバ１５２を制御して、ダクトファン９１を駆動させる。
【００４１】
また第二制御部１３０には、画像形成部５０内に設けられた環境センサ３５と、レーザスキャナユニット３の防塵ガラス４５に取り付けられたサーミスタ３６が接続されている。環境センサ３５は、画像形成装置Ａの装置内温度、装置内湿度、特に画像形成部５０の温湿度を検出する。サーミスタ３６は、防塵ガラス４５の温度を検出する。
【００４２】
また第二制御部１３０は、ヒータユニット２００と接続されている。第二制御部１３０は、後述する通り、ヒータユニット２００に対して制御信号を送信し、環境センサ３５とサーミスタ３６の検出結果に応じてヒータユニット２００を制御する。
【００４３】
＜ヒータユニット＞
次に、ヒータユニット２００の構成について説明する。
【００４４】
図６は、ヒータユニット２００を吸気側からみた斜視図である。図７は、ヒータユニット２００を排気側からみた斜視図である。図６、７に示す様に、ヒータユニット２００は、ファン２０１と、ファン２０１やユーザを保護するルーバー２０２を有する。またファン２０１の排気側には、ＰＴＣヒータ、カーボンヒータ等、通電することで発熱するヒータ２０５が設けられている。またヒータユニット２００は、制御回路２２０（図９）と、ファン２０１を駆動させるモータ２１４（図９）を内蔵している。
【００４５】
またヒータユニット２００の筐体２０９には、ビス止め部２０４、コネクタ２３０が設けられている。またファン２０１の送風方向においてヒータ２０５より下流側には、ヒータ２０５により暖められてヒータユニット２００から排気される空気の排気温度Ｐを検出するサーミスタ２０７（温度検出部）が設けられている。
【００４６】
コネクタ２３０は、画像形成装置Ａ本体の第二制御部１３０と制御回路２２０とがデータ通信を行うための通信手段である。コネクタ２３０は、画像形成装置Ａ本体側の通信部としてのコネクタ３８（図８）とオスメス関係で接続される。画像形成装置Ａの第二制御部１３０と制御回路２２０は、コネクタ３８、コネクタ２３０により接続され、ＤＣコントローラ（不図示）を介して通信することができる。
【００４７】
制御回路２２０は、第二制御部１３０からヒータ２０５の駆動のＯＮ／ＯＦＦの信号や、ファン２０１の駆動のＯＮ／ＯＦＦの信号を受信し、これらの信号に応じてヒータ２０５やファン２０１の駆動を制御する。なお、ヒータユニット２００と画像形成装置Ａとが通信するインターフェースは、カスタマイズされたコネクタ２３０に限られず、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等、汎用の形式を採用することもできる。
【００４８】
またヒータユニット２００は、電源プラグ２１０を有し、電源プラグ２１０を商用電源に接続することで電源が供給され、商用電源から電力を受けることができる。すなわち、電源プラグ２１０は、配線用差込接続器に含まれる差込プラグとプラグ受けのうちの差込プラグに相当する。電源プラグ２１０は、建物の壁などに設けられたプラグ受けに差し込まれる。この電力によりヒータ２０５は発熱し、またファン２０１は回転駆動する。これによりヒータユニット２００は、画像形成装置Ａ本体とは別個の電源により駆動される。
【００４９】
また図８に示す様に、画像形成装置Ａ本体の外装の吸気口１３部分には、ビス穴３１（被装着部）が形成されている。ヒータユニット２００は、このビス穴３１に対して、ビス止め部２０４を介してビス止めされ、画像形成装置Ａ本体への装着が行われる。このようにヒータユニット２００を画像形成装置Ａの吸気口１３に装着することで、ヒータユニット２００が有するファン２０１により生成された気流が吸気口１３に流入する。このため、ダクト９５を介して、ヒータ２０５により暖められた空気を画像形成部５０まで届けることができる。
【００５０】
＜ヒータユニットの制御部＞
次に、ヒータユニット２００のシステム構成について説明する。
【００５１】
図９は、ヒータユニット２００のシステム構成を示すブロック図である。図９に示す様に、ヒータユニット２００は制御回路２２０を有し、制御回路２２０にはヒータ２０５、モータ２１４、サーミスタ２０７が接続されている。
【００５２】
サーミスタ２０７は、ヒータ２０５により暖められてヒータユニット２００から排気される空気の排気温度Ｐを検出して制御回路２２０に出力する。制御回路２２０は、後述するように、サーミスタ２０７が検出する排気温度Ｐが目標温度となるようにヒータ２０５を制御する。また制御回路２２０は、モータ２１４に供給する電流を制御してファン２０１の駆動を制御する。
【００５３】
またヒータユニット２００は、上述した通り、画像形成装置Ａの第二制御部１３０と通信可能に構成されている。画像形成装置Ａの第二制御部１３０は、ヒータユニット２００との通信を介して、ヒータ２０５やファン２０１の駆動を制御する。
【００５４】
＜結露回復モード＞
次に、ヒータユニット２００により結露を抑制又は除去する結露回復モードについて、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
図１０に示す様に、まずヒータユニット２００の電源プラグ２１０を商用電源のＡＣコンセントに差し込んで電源を供給し、ヒータユニット２００の電源をＯＮする。また画像形成装置Ａ本体の電源をＯＮする（Ｓ１）。
【００５６】
次に、画像形成装置Ａ本体内の環境センサ３５により、装置内温度Ｔｉｎ、装置内湿度Ｈｉｎを１分毎に検出する。またサーミスタ３６により防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０を１分毎に検出する（Ｓ２）。
【００５７】
次に第二制御部１３０は、検出された装置内温度Ｔｉｎ、装置内湿度Ｈｉｎから、露点温度Ｔｄ０を公知の計算式を用いて１分毎に判定する（Ｓ３）。具体的には、まずＳＯＮ−ＮＴＡＧの式から飽和水蒸気圧ｅｗを算出し、レーザスキャナユニット３周囲の温度Ｔｓにおける水蒸気圧ｅを次の式１から求める。
ｅ＝Ｈ／１００×ｅｗ・・・（１）
【００５８】
次に、ｙ＝ｌｎ（ｅ／６１１．２１３）とし、ｙ≧０の場合には次の式２、ｙ＜０の場合には次の式３を用いて露点温度Ｔｄを判定する。
Ｔｄ＝１３．７１５ｙ＋８．４２６２×１０−１ｙ２＋１．９０４８×１０−２ｙ３＋７．８１５８×１０−３ｙ４・・・（２）
Ｔｄ＝１３．７２０４ｙ＋７．３６６３１×１０−１ｙ２＋３．３２１３６×１０−２ｙ３＋７．７８５９１×１０−４ｙ４・・・（３）
【００５９】
次に第二制御部１３０は、判定された露点温度Ｔｄ０と防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０とを比較し、次の条件１を満たすか否かを判定する（Ｓ４）。
Ｔｇ０−ＴＤ０＜１℃・・・（１）
【００６０】
次に第二制御部１３０は、条件１を満たさないと判定した場合、ヒータユニット２００のヒータ２０５のＯＦＦ状態を維持したまま、ファン２０１と画像形成装置Ａ本体のダクトファン９１を連動して駆動させ（Ｓ９）、結露回復制御を終了する。つまり第二制御部１３０は、防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０が露点温度Ｔｄ０より高い場合、結露が発生しにくい状況のため、ヒータ２０５のＯＦＦ状態を維持する。
【００６１】
一方、第二制御部１３０は、条件１を満たすと判定した場合、制御回路２２０に信号を送信してヒータ２０５を駆動させる。このとき、制御回路２２０は、サーミスタ２０７が検出する排気温度Ｐが次に説明する目標温度Ｔｔａｇとなるようにヒータ２０５を制御する（Ｓ５）。また第二制御部１３０は、ヒータユニット２００のファン２０１と画像形成装置Ａ本体のダクトファン９１を連動して駆動させる（Ｓ６）。
【００６２】
つまり第二制御部１３０は、防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０が画像形成部５０の露点温度以下と判定した場合にヒータ２０５を駆動させ、画像形成部５０に暖かく、且つ、乾燥された空気を送り込む。これにより結露が発生しやすい状況において、画像形成部５０の温度を上昇させ、湿度を下降させる。このため、画像形成部５０の露点温度Ｔｄ０は下降し、防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０は上昇し、防塵ガラス４５の結露が抑制又は除去される。なお、第二制御部１３０により判定される露点温度Ｔｄ０は予測値であるため、本実施形態では、防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０が露点温度Ｔｄ０より少なくても１℃以上高くなるようにヒータ２０５を制御している。
【００６３】
図１１は、排気温度Ｐの目標温度Ｔｔａｇと画像形成装置Ａの装置内温度Ｔｉｎの目標温度Ｔｐとの関係を示すグラフである。図１１に示す様に、制御回路２２０は、Ｔｔａｇ＝−０．９５２４Ｔｐ＋７０．４７６（−１０≦Ｔｐ≦３２）を排気温度Ｐの目標温度としてヒータ２０５を制御する。また本実施形態では、画像形成装置Ａの装置内温度Ｔｉｎの目標温度Ｔｐは、Ｔｐ＝Ｔｇ＋４℃（−１０≦Ｔｐ≦３２）に設定される。なお、画像形成装置Ａの装置内温度Ｔｉｎの目標温度Ｔｐが上がるにつれて排気温度Ｐの目標温度を小さくするのは、目標温度Ｔｐが高い程、外気温度が高いと考えられるため、結露が発生しにくい状況だからである。
【００６４】
次に第二制御部１３０は、画像形成装置Ａ内の現在の露点温度Ｔｄ０（第１温度）、現在から１分前に判定された露点温度Ｔｄ１（第２温度）、現在の防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０（第３温度）を比較する。そして次の条件２、３を満たすまで、ダクトファン９１、ファン２０１、ヒータ２０５を駆動させ続ける（Ｓ７）。そして条件２、３が満たされた時、制御回路２２０に信号を送信し、ヒータ２０５への通電を停止させて駆動を停止させ（Ｓ８）、結露回復シーケンスを終了する。
Ｔｇ０−Ｔｄ０≧１℃・・・（２）
Ｔｄ０−Ｔｄ１＜２℃・・・（３）
【００６５】
つまり第二制御部１３０は、ヒータ２０５が駆動した状態において判定された露点温度が、１分前の露点温度と比較して所定以上低く、且つ、防塵ガラス４５の温度と比較して所定以上高い場合にヒータ２０５の駆動を停止させる。なお、ヒータ２０５の駆動停止後も、ダクトファン９１、ファン２０１は引き続き駆動する。
【００６６】
このようにヒータユニット２００は、画像形成装置Ａとの通信により、防塵ガラス４５の温度Ｔｇ０が画像形成部５０の露点温度Ｔｄ０よりも高くなるようにヒータ２０５が制御される。これにより画像形成装置Ａが冬季の夜間等に電源がＯＦＦされた場合や放置された場合でも、防塵ガラス４５の結露を抑制又は除去することができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、結露対策の対象部として防塵ガラス４５を例示したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、感光体ドラム１等、画像形成部５０においてサーミスタ３６を配置可能な部分であれば、上記結露回復モードを実行することで、同様に結露対策を行うことができる。
【００６８】
またヒータユニット２００は、画像形成装置Ａ本体に対して着脱可能に構成されている。このため、結露対策が不要な地域・場所で使用される場合等、結露対策が不要な場合には画像形成装置Ａに搭載しない構成とすることができる。
【００６９】
＜動作確認試験＞
次に、結露が発生しやすい状況下でヒータユニット２００が装着された画像形成装置Ａを稼働させたときの、画像形成装置Ａの動作確認試験の結果について説明する。本試験では、画像形成装置Ａを低温低湿環境（０℃／１５％）の室内に放置してから通常環境（２３℃／６０％）の室内に移動させて画像形成装置Ａを稼働させた。
【００７０】
この結果、画像形成装置Ａの電源投入直後に結露回復モードが実行され、５分後に結露回復モードが終了し、前回転動作が実施され、画像形成が可能な状態となった。なお、通常環境の室内に移動させる前に、低温低湿環境の室内で画像形成装置Ａを稼働させたとき、電源投入直後に前回転動作が行われ、画像形成可能状態になるまでの時間は約２５秒であった。このように移動前の画像形成装置Ａで画像形成状態になるまでの時間が早いのは、画像形成装置Ａの設置環境に変化がなく、結露が発生しにくいためである。
【００７１】
また、その後に画像形成を行ったところ、出力画像に結露起因の画像不良が発生することはなく、良好な画像が出力された。さらに、その後に同環境で一旦電源を切った後、再度電源を立ち上げてから、画像形成動作可能になるまでの時間は延長されなかった。
【００７２】
また、他の動作確認試験として、画像形成装置Ａを低温低湿環境（０℃／５０％）、通常環境（２３℃／６０％）、高温高湿環境（３０℃／８０％）でそれぞれ一日放置した後、電源投入直後に前回転動作に移行するか否かの確認試験を行った。
【００７３】
この結果、電源投入前後で環境が変動せずに結露が発生する条件ではないため、いずれの環境においても結露回復モードは実行されず、電源投入直後に前回転動作に移行した。また画像形成時の出力画像も良好な画像であった。さらに同環境下で同様の確認試験を複数回行ったが、電源投入直後に結露回復モードが実行されて時間の延長がされることは無かった。
【００７４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係るヒータユニットを備える画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
画像形成装置Ａにおいて、吸湿したシートＳに画像形成を行う場合、定着動作時にシートＳへの加熱によりシートＳに含まれる水分が蒸発して装置内の空気が加湿される。この加湿された空気がダクトファン９１による気流等で画像形成部５０に移動すると、画像形成装置Ａの設置環境によっては防塵ガラス４５等の部材が結露するおそれがある。
【００７６】
そこで本実施形態では、画像形成装置Ａは、ヒータユニット２００により画像形成時の結露を抑制する結露回復モードを実行する。以下、本実施形態に係る結露回復モードについて、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７７】
図１２に示す様に、まず画像形成装置Ａが画像形成ジョブ信号を受信すると、ヒータユニット２００のファン２０１と画像形成装置Ａのダクトファン９１が連動して最大回転数で駆動する（Ｓ１１）。これにより画像形成動作時の装置内昇温が抑制される。
【００７８】
次に、画像形成装置Ａは、画像形成動作を開始する（Ｓ１２）。このとき、画像形成装置Ａ本体内の環境センサ３５により、装置内温度Ｔｉｎ、装置内湿度Ｈｉｎを１分毎に検出する。またサーミスタ３６により防塵ガラス４５の温度Ｔｇを１分毎に検出する（Ｓ１３）。その後、第二制御部１３０は、検出された装置内温度Ｔｉｎ、装置内湿度Ｈｉｎから、第１実施形態で説明した方法と同様の方法で露点温度Ｔｄ０を判定する（Ｓ１４）。
【００７９】
次に第二制御部１３０は、画像形成ジョブ実行中の露点温度Ｔｄ０の推移を参照し、画像形成ジョブ実行中の露点温度の変化の度合いが大きいか否かを判定する。具体的には、画像形成中の露点温度の変化率が次の条件４を満たすか否かを判定する（Ｓ１５）。ここで条件４において、画像形成に伴って変化した後の露点温度をＴｄ０´、画像形成枚数をＮと置く。
｛（Ｔｄ０´−Ｔｄ０）／Ｎ｝≧０．１・・・（４）
【００８０】
ここで条件４を満たさない場合、シートＳに含まれる水分が蒸発して露点温度が変化する割合が小さく、画像形成時の結露発生のおそれが少ないといえる。このため、第二制御部１３０は、ヒータ２０５を駆動させず、ファン２０１とダクトファン９１を引き続き最大回転数で駆動させて、結露回復モードを終了する。
【００８１】
一方、条件４を満たす場合、シートＳに含まれる水分が蒸発して露点温度が変化する割合が大きく、画像形成時の結露発生のおそれがある。そこで第二制御部１３０は、制御回路２２０に信号を送信してヒータ２０５を駆動させる（Ｓ１６）。このとき、第１実施形態に係る制御と同様に、制御回路２２０はＴｔａｇ＝−０．９５２４Ｔｐ＋７０．４７６（−１０≦Ｔｐ≦３２）を排気温度Ｐの目標温度としてヒータ２０５を制御する。また画像形成装置Ａの装置内温度の目標温度Ｔｐは、Ｔｐ＝Ｔｇ＋４℃（−１０≦Ｔｐ≦３２）に設定される。つまり第二制御部１３０は、画像形成装置Ａの画像形成枚数に対する画像形成部５０の露点温度の変化率が所定以上のときにヒータ２０５を駆動させる。
【００８２】
またこのとき、第二制御部１３０は、ファン２０１とダクトファン９１を半速駆動させる（Ｓ１７）。これによりダクトファン９１で発生した気流によって暖かく湿った空気が画像形成部５０に急速に送り込まれることを抑制する。つまり第二制御部１３０は、ヒータ２０５が駆動する場合、駆動しない場合よりも小さい回転数でファン２０１を駆動させる。
【００８３】
その後、第二制御部１３０は、引き続き１分毎に算出される画像形成ジョブ実行中の露点温度の変化率を観察し、上記条件４が満たされるまでヒータ２０５を駆動させ続ける（Ｓ１８）。その後、条件４が満たされた時、ヒータ２０５への通電を停止させて駆動を停止させ（Ｓ１９）、ファン２０１とダクトファン９１の回転数を最大回転数に戻し（Ｓ２０）、結露回復シーケンスを終了する。つまり第二制御部１３０は、画像形成装置Ａの画像形成枚数に対する露点温度の変化率が所定未満となったときにヒータ２０５の駆動を停止させる。
【００８４】
このようにヒータユニット２００は、画像形成時の露点温度の変化率から画像形成部５０における結露発生を予測して予防動作を行う。これにより画像形成時の結露の発生を抑制することができる。
【００８５】
次に、本実施形態に係るヒータユニット２００が装着された画像形成装置Ａにおいて、吸湿したシートＳに対して画像形成を行ったときの、結露起因の画像不良の発生の有無の確認試験の結果について説明する。本試験では、画像形成装置Ａを２６℃／７０％の環境に設置し、３０℃／８０％の環境で２週間放置して十分吸湿させたシートＳに対して２００枚連続で画像形成を行った。
【００８６】
確認試験の結果、画像形成開始から１分後に画像形成動作が中断され、結露回復モードが実行されて、ダクトファン９１、ファン２０１が半速駆動されていることが確認された。また出力された画像には結露起因の画像不良は発生しなかった。
【００８７】
また結露回復モードを搭載していない画像形成装置で同様の確認試験を行った結果、画像形成開始から約３０秒で画像濃度の低下が見られ、約１分後には白く画像が抜ける現象が確認され、結露起因の画像不良が確認された。
【００８８】
なお、第１実施形態、第２実施形態では、ヒータユニット２００を画像形成装置Ａにビス止めする構成について説明した。しかし例えば、図１３に示す様に、ヒータユニット２００の筐体２０９において、画像形成装置Ａ本体に対する装着部として、ビス止め部２０４の代わりに、突起２３１、爪部２３２を形成する構成としてもよい。この場合、図１４に示す様に、画像形成装置Ａ本体の外装の吸気口１３部分には、爪部２３２を差し込んで係合させる差込口３２（被装着部、被係合部）を形成する。また突起２３１を挿入して係合させる挿入口３３ａ（被装着部、被係合部）を有する挿入フック３３を形成する。そして差込口３２に対して爪部２３２（係合部）を係合させ、挿入口３３ａに対して突起２３１（係合部）が係合させることで、ヒータユニット２００を画像形成装置Ａ本体に装着することができる。これによりヒータユニット２００を画像形成装置Ａ本体に対してビス止めせずにワンタッチで装着することができる。
【００８９】
また第１実施形態、第２実施形態では、画像形成部５０にヒータを内蔵していない画像形成装置Ａを例示したものの、ヒータを内蔵する構成としてもよい。例えば画像形成装置Ａが結露防止用のヒータを内蔵しているが、想定よりも厳しい環境下で画像形成装置Ａが使用された場合、内蔵されたヒータのみでは、装置内部を結露が生じない温度に上昇させるまでには多くの時間を要してしまうことが想定される。そこでヒータユニット２００を、この内蔵ヒータを補完するように画像形成装置Ａに取り付けて使用してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…感光体ドラム（感光体）
３…レーザスキャナユニット（光走査ユニット）
１３…吸気口
３１…ビス穴（被装着部）
３２…差込口（被装着部、被係合部）
３３ａ…挿入口（被装着部、被係合部）
３５…環境センサ（温湿度検出手段）
３６…サーミスタ（温度検出手段）
３８…コネクタ（通信部）
４１…半導体レーザ（光源）
４２…ポリゴンミラー（走査手段）
４５…防塵ガラス（閉塞部材）
５０…画像形成部
９１…ダクトファン
９５…ダクト
１３０…第二制御部（判定手段、制御手段）
２００…ヒータユニット
２０１…ファン
２０５…ヒータ
２１０…電源プラグ
２０７…サーミスタ（温度検出部）
２３０…コネクタ（通信手段）
２３１…突起（係合部）
２３２…爪部（係合部）
Ａ…画像形成装置
Ｓ…シート（記録材）
【図１】
2019128508.tif 000003
【図２】
2019128508.tif 000004
【図３】
2019128508.tif 000005
【図４】
2019128508.tif 000006
【図５】
2019128508.tif 000007
【図６】
2019128508.tif 000008
【図７】
2019128508.tif 000009
【図８】
2019128508.tif 000010
【図９】
2019128508.tif 000011
【図１０】
2019128508.tif 000012
【図１１】
2019128508.tif 000013
【図１２】
2019128508.tif 000014
【図１３】
2019128508.tif 000015
【図１４】
2019128508.tif 000016