JP2017032920A - 画像形成装置。 - Google Patents

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Sadataka Nakae
貞敬 中江
広貴 川崎
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広貴 川崎
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Abstract

【課題】帯電ローラーに結露を発生させることなく、帯電ローラー周辺の雰囲気を加湿することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置1は、感光体ドラム30と、帯電ローラー31aと、転写装置34と、定着部13と、ダクト18aと、除湿部18cとを備える。帯電ローラー31aは、感光体ドラム30にトナー像を形成するために感光体ドラム30を帯電する。転写装置34は、感光体ドラム30に形成されたトナー像を用紙Pに転写する。定着部13は、用紙Pを加熱してトナー像を用紙Pに定着させる。ダクト18aは、定着部13から発生する熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方を帯電ローラー31aに誘導する。除湿部18cは、ダクト内18a及び帯電ローラー31aの付近のうちの少なくとも一方の湿気を除去する。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
画像形成装置では、帯電ローラーが感光体ドラムの表面を帯電させる。そして、帯電後の感光体ドラムの表面に露光及び現像が行われることで、感光体ドラムの表面にトナー像が形成される。そして、トナー像が用紙に転写及び定着されることで、用紙に画像が形成される。
このような画像形成装置では、帯電ローラー周辺の雰囲気の湿度が低下すると、帯電ローラーの抵抗値が大きくなり、帯電ローラーに印加される電圧が大きくなる。この結果、帯電ローラーから感光体ドラムに印加される電圧が大きくなり、感光体ドラムで放電が発生する。
このような問題点を解決する技術として、特許文献1に記載の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、帯電ローラー周辺の雰囲気を加湿する加湿装置を備える。加湿装置が帯電ローラー周辺の雰囲気を加湿することで、帯電ローラー周辺の雰囲気の湿度が低下することを抑制する。
特開平5−72871号公報
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置では、加湿装置を新たに備える必要があると共に、加湿装置を配置するためのスペースが必要である。
また、帯電ローラー周辺の雰囲気が低温度且つ低湿度のときに当該雰囲気が加湿された場合は、帯電ローラーに結露が発生する。この結果、発生した結露が感光体ドラムに付着して、感光帯ドラムにピンホールが発生する。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、帯電ローラーに結露を発生させることなく、帯電ローラー周辺の雰囲気を加湿することが可能な画像形成装置を提供する。
本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、像担持体と、帯電部と、転写部と、定着部と、ダクトと、除湿部とを備える。前記帯電部は、前記像担持体にトナー像を形成するために前記像担持体を帯電する。前記転写部は、前記像担持体に形成された前記トナー像を前記記録媒体に転写する。前記定着部は、前記記録媒体を加熱して前記トナー像を前記記録媒体に定着させる。前記ダクトは、前記定着部から発生する熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方を前記帯電部に誘導する。前記除湿部は、前記ダクト内及び前記帯電部の付近のうちの少なくとも一方の湿気を除去する。
本発明によれば、帯電ローラーに結露を発生させることなく、帯電ローラー周辺の雰囲気を加熱及び加湿することが可能である。
本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 定着部、帯電装置及び加湿装置の構成を示す図である。 温度(℃)、湿度(%)及び電圧補正量(V)の関係を示した図である。 除湿部の吸湿率(%)と湿度(%)との関係を示す図である。 本実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
本実施形態に係る画像形成装置1は、トナーを用いて用紙P(記録媒体)に画像を形成する。画像形成装置1は、給紙カセット5と、給紙ローラー7と、搬送ローラー9と、画像形成部11と、定着部13と、排紙ローラー15と、排紙トレイ17と、加湿装置18と、制御部19とを備える。画像形成装置1は、搬送路10と、搬送路14とを有する。
給紙カセット5は、画像形成部11に用紙Pを供給する。給紙カセット5には、複数の用紙Pが積載されて収容される。給紙ローラー7は、給紙カセット5に収容された複数の用紙Pを1枚ずつ繰り出す。搬送ローラー9は、給紙ローラー7によって繰り出された用紙Pを、搬送路10に沿って画像形成部11に搬送する。
画像形成部11は、給紙カセット5から供給された用紙Pに画像を形成する。画像形成部11は、感光体ドラム30(像担持体)と、帯電装置31と、露光装置32と、現像装置33と、転写装置34(転写部)と、クリーニング装置35と、除電装置36とを備える。
感光体ドラム30は、その表面に感光層を有する。帯電装置31は、感光体ドラム30の表面を所定電位に均一に帯電させる。帯電装置31の構成については、図2を参照して後述する。露光装置32は、帯電された感光体ドラム30の表面にレーザー光を照射し、当該表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。現像装置33は、トナー(例えば黒色のトナー)を用いて感光体ドラム30の表面の静電潜像をトナー像として現像する。
転写装置34は、感光体ドラム30の表面のトナー像を用紙Pに転写する。転写装置34は、感光体ドラム30との間で転写ニップ領域N2を形成する。転写装置34には、転写電圧が印加される。この結果、感光体ドラム30の表面のトナー像が、用紙Pと共に転写ニップ領域を通過すると、転写装置34の静電引力によって、当該トナー像が用紙Pに転写される。トナー像が転写された用紙Pは、定着部13に送り出される。
クリーニング装置35は、転写後の感光体ドラム30の表面の残留トナーを除去する。除電装置36は、転写後の感光体ドラム30の表面に帯電した電荷を除電する。
定着部13は、用紙Pに転写されたトナー像を定着させる。定着部13は、用紙Pを加熱及び加圧することで、トナー像を用紙Pに定着させる。定着部13の構成については、図2を参照して後述する。排紙ローラー15は、トナー像が定着された用紙Pを搬送路14に沿って排紙トレイ17に排出する。
加湿装置18は、定着部13から発生する熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方によって、帯電装置31を加湿する。加湿装置18の構成については、図2を参照して後述する。
制御部19は、画像形成装置1の各部(給紙ローラー7、搬送ローラー9、画像形成部11、定着部13、排紙ローラー15、及び加湿装置18)を制御する。
次に図2を参照して、定着部13、帯電装置31及び加湿装置18の構成について説明する。図2は、定着部13、帯電装置31及び加湿装置18の各々の構成を示す図である。
定着部13は、定着ローラー13aと、加圧ローラー13bと、ヒーター13cと、筐体13dとを備える。
定着ローラー13aは、用紙Pを加熱する。定着ローラー13aは、筐体13d内に回転可能に配置される。定着ローラー13aは、例えば円筒状である。ヒーター13cは、定着ローラー13aを加熱する。ヒーター13cは、例えば定着ローラー13aの内部に配置される。加圧ローラー13bは、用紙Pを加圧する。加圧ローラー13bは、筐体13d内に回転可能に配置される。加圧ローラー13bは、例えば円筒状である。加圧ローラー13bは、定着ローラー13aとの間で定着ニップ領域N1を形成する。
筐体13dは、定着ローラー13a及び加圧ローラー13bを収容する。筐体13dは、例えば直方体形の箱状である。筐体13dは、搬入口13eと、搬出口13fと、流出口13gとを有する。搬入口13eは、用紙Pを筐体13d内に搬入するための開口である。搬出口13fは、用紙Pを筐体13dの外に搬出するための開口である。流出口13gは、筐体13d内で発生した熱及び水蒸気を筐体13dの外に流出させる開口である。
定着部13では、転写ニップ領域N2を通過した用紙Pが、搬入口13eから筐体13d内に搬入される。搬入された用紙Pは、定着ニップ領域N1を通過する。そして、用紙Pは、定着ローラー13a及び加圧ローラー13bによって加熱及び加圧される。その結果、用紙P上のトナー像が用紙Pに定着される。そして、定着ニップ領域N1を通過した用紙Pは、搬出口13fから筐体13dの外に搬出される。また、定着ローラー13aから発生した熱、及び定着ローラー13aが用紙Pを加熱してときに用紙Pから発生した熱及び水蒸気が、流出口13gから筐体13dの外に流出する。
帯電装置31は、帯電ローラー31a(帯電部)と、付勢バネ31bと、筐体31cと、電源31dと、温湿度センサー31eとを備える。
帯電ローラー31aは、感光体ドラム30の表面を所定電位に均一に帯電させる。帯電ローラー31aは、感光体ドラム30と対向して配置される。帯電ローラー31aは、筐体31c内に回転可能に配置される。帯電ローラー31aは、筐体31c内で、感光体ドラム30に対して接近又は離反する方向に移動可能である。帯電ローラー31aは、芯金31hと、導電性弾性部材層31iとを有する。芯金31hは、例えば円柱状である。導電性弾性部材層31iは、芯金31hの外周面を被覆する。
付勢バネ31bは、帯電ローラー31aを感光体ドラム30側に付勢する。この結果、帯電ローラー31aは、感光体ドラム30との間で電圧印加ニップ領域N3を形成する。
筐体31cは、帯電ローラー31a及び付勢バネ31bを収容する。筐体31cは、例えば直方体形の箱状である。筐体31cは、開口部31jと、流入口31kとを有する。開口部31jは、電圧印加ニップ領域N3を露出する。流入口31kは、熱及び水蒸気を筐体31c内に流入させるための開口である。流入口31kは、例えば、筐体31cの側面31mに設けられる。側面31mは、筐体31cの外面のうちの一の面である。
温湿度センサー31eは、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の温度及び湿度を検出する。温湿度センサー31eは、筐体31c内において、例えば帯電ローラー31aの付近に配置される。
電源31dは、電圧を出力し、出力した電圧を帯電ローラー31aに印加する。詳しくは、電源31dは、例えば、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を出力する。電源31dは、制御部19の制御に従って出力電圧を変化させる。
帯電装置31では、帯電ローラー31aは、電源31dの出力電圧が印加されて帯電される。そして、帯電ローラー31aは、感光体ドラム30の回転に従って従動回転しながら、電圧印加ニップ領域N3を介して感光体ドラム2の表面を均一に帯電させる。
加湿装置18は、ダクト18aと、送風器18bと、除湿部18cとを備える。
ダクト18aは、定着部13から発生した熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方を帯電ローラー31aに誘導する。ダクト18aは、ダクト本体18fと、帯電装置31の側面31mとを含む。ダクト本体18fは、管状である。ダクト本体18fは、開口端18d及び開口端18eを有する。ダクト本体18fの一方の開口端18dは、定着部13の流出口13gに接続される。ダクト本体18fの他方の開口端18eは、帯電装置31の流入口31kに接続される。流入口31kは、帯電装置31の側面31mに設けられている。定着部13から発生した熱及び水蒸気は、ダクト本体18fの内部を流れ、流入口31kから帯電装置31内に流入する。帯電装置31内に流入した熱及び水蒸気は、帯電装置31の側面31mに沿って帯電ローラー31aに誘導される。
送風器18bは、定着部13内で発生した熱及び水蒸気を、送風によってダクト18aを通じて帯電ローラー31aに送る。送風器18bは、ダクト18a内に配置される。
詳しくは、送風器18bは、定着部13内に用紙Pが無いときは、定着ローラー13aから発生する熱をダクト18aを通じて帯電装置31に送る。また、送風器18bは、用紙Pが定着ニップ領域N1を通過したときは、用紙Pから発生する熱及び水蒸気を、定着ローラー13aから発生した熱と共にダクト18aを通じて帯電装置31に送る。帯電装置31に送られた熱及び水蒸気は、帯電装置31の筐体31c内に流入し、帯電ローラー31aの付近に流れる。
除湿部18cは、帯電ローラー31a周辺の雰囲気に含まれる余分な湿気を除去する。余分な湿気とは、所定湿度以上での湿気である。所定湿度は、帯電ローラー31aに結露を発生させ得る湿度である。除湿部18cによって、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の湿度が急上昇することが抑制され、帯電ローラー31aに結露が発生することが抑制される。
除湿部18cは、例えばダクト18a内に配置される。この場合、除湿部18cは、ダクト18a内の余分な湿気を除去することで、帯電ローラー31a周辺の雰囲気に含まれる余分な湿気を除去する。なお、除湿部18cは、帯電装置31の筐体31c内の帯電ローラー31aの付近に配置されてもよい。この場合は、除湿部18cは、帯電ローラー31aの付近の湿気を除去することで、帯電ローラー31a周辺の雰囲気に含まれる余分な湿気を除去する。除湿部18cは、例えばB型シリカゲルが望ましい。除湿部18cの吸湿特性については、図3を参照して後述する。
加湿装置18は、定着部13から発生する熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方によって、帯電ローラー31a周辺の雰囲気を加熱及び加湿する。従って、既存の加湿加熱源(即ち定着部13)を用いるため、加湿装置18を配置するスペースを新たに確保する必要がない。なお、熱によって帯電ローラー31a周辺の雰囲気を加湿する場合は、熱によって帯電ローラー31a周辺の雰囲気を加熱すればよい。雰囲気の温度が上昇すれば、雰囲気の湿度も上がる。
制御部19は、帯電ローラー31aに帯電する帯電電圧が所望の電圧になるように、電源31dの出力電圧を制御する。
ところで、帯電ローラー31aの構成材料は、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の温度及び湿度の影響を受ける。この結果、帯電ローラー31aの抵抗値は、当該雰囲気が低温度且つ低湿度のときは上昇し、当該雰囲気が高温度且つ高湿度のときは減少する。また、感光体ドラム30の帯電能力及び帯電ローラー31aの帯電特性は、それらの雰囲気の温度及び湿度によって変化する。
このため、制御部19は、温湿度センサー31eの検出値に基づいて、帯電ローラー31aの帯電電圧が所望の電圧になるように、電源31dの出力電圧を補正する。温湿度センサー31eの検出値は、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の温度及び湿度を示す。即ち、制御部19は、電源31dから、当該所望の電圧と電圧補正量との和で与えられる電圧を出力させる。また、制御部19は、温湿度センサー31eの検出値に基づいて、電圧補正量を制御する。この補正量の具体例については、図4を参照して後述する。
特に、帯電ローラー31a周辺の雰囲気が低温度且つ低湿度のときは、電圧補正量は大きくなる。そして、電圧補正量が大きくなると、感光体ドラム30の表面電位にばらつきが発生し易くなる。
このため、制御部19は、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の温度が所定温度(例えば18℃)以下にならず且つ当該雰囲気の湿度が所定湿度(例えば30%)以下にならないように、加湿装置18を制御する。即ち、制御部19は、温湿度センサー31eの検出温度が所定温度以下であり且つ温湿度センサー31eの検出湿度が所定湿度以下であるときは、送風器18bを作動させる。従って、送風器18bの送風によって、定着部13から発生した熱及び水蒸気が、ダクト18aを通じて帯電装置31に送られる。そして、送られた熱及び水蒸気によって、帯電ローラー31a周辺の雰囲気が加熱及び加湿される。この結果、電圧補正量が大きくなることが抑制される。
また、制御部19は、温湿度センサー31eの検出温度が所定温度以下でない又は温湿度センサー31eの検出湿度が所定湿度以下でないときは、送風器18bを停止させる。電圧補正量が、感光体ドラム30の表面電位にばらつきが生じる程度には大きくならないからである。
また、制御部19は、画像形成装置1の電源投入時に、温湿度センサー31eの検出温度が所定温度以下であり且つ温湿度センサー31eの検出湿度が所定湿度以下であるか否かの判定を行う。この判定を温湿度判定とも記載する。そして、制御部19は、判定結果に基づいて、送風器18bを制御する。即ち、制御部19は、温湿度センサー31eの検出温度が所定温度以下であり且つ温湿度センサー31eの検出湿度が所定湿度以下であると判定したときは、送風器18bを作動させる。一方、制御部19は、温湿度センサー31eの検出温度が所定温度以下でない又は温湿度センサー31eの検出湿度が所定湿度以下でないと判定したときは、送風器18bを作動させない(即ち停止させる)。
図3を参照して、電圧補正量の具体例について説明する。図3は、温度(℃)、湿度(%)及び電圧補正量(V)の関係を示した図である。図3に示す温度及び湿度はそれぞれ、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の温度及び湿度である。
図3に示すように、電圧補正量は、温度が低下するほど大きくなり、温度が上昇するほど小さくなる。また、電圧補正量は、湿度が低下するほど大きくなり、湿度が上昇するほど小さくなる。詳しくは、電圧補正量は、基準温湿度(温度22℃且つ湿度60%)では、ゼロである。そして、基準温湿度から温度又は湿度が上昇すれば、電圧補正量は、所望の電圧に対する加算量になり、その絶対値は大きくなる。一方、基準温湿度から温度又は湿度が減少すれば、電圧補正量は、所望の電圧に対する減算量になり、その絶対値は大きくなる。特に、温度及び湿度が共に減少するほど、電圧補正量の絶対値は大きくなる。
具体的には、温湿度センサー31eの検出値が0℃且つ10%のときは、電圧補正量は400Vである。このとき、制御部19は、帯電ローラー31aの帯電電圧を1500V(所望の電圧)に制御する場合は、電源31dの出力電圧を、1500V(所望の電圧)と400V(電圧補正量)との和である1900Vに制御する。この結果、帯電ローラー31aに1900Vの電圧が印加される。そして、帯電ローラー31aの帯電特性によって帯電ローラー31aの帯電電圧は1500Vになる。
図4を参照して、除湿部18cの吸湿特性について説明する。図4は、除湿部18cの吸湿率(%)と湿度(%)との関係を示す図である。図4に示す湿度は、除湿部18c周辺の雰囲気の湿度である。図4において、縦軸は吸湿率を示し、横軸は湿度を示す。
図4に示すように、除湿部18cの吸湿率は、除湿部18c周辺の雰囲気の湿度に応じて変化する。特に、除湿部18cは、湿度が高いほど、吸湿率が高くなり、多くの水分を吸収する。一方、除湿部18cは、湿度が低いほど吸湿率が低くなり、吸収した水分を放出する。従って、除湿部18cは、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の湿度を一定の範囲内に維持することが可能である。
図5を参照して、画像形成装置1の動作を説明する。図5は、画像形成装置1の動作を示すフローチャートである。
ステップS1で、画像形成装置1の電源が投入される。そして、ステップS2で、制御部19が、温湿度センサー31eの検出温度が所定温度以下であり且つ温湿度センサー31eの検出湿度が所定湿度以下であるか否かを判定する。そして、判定結果が肯定である場合(YES)は、処理がステップS3に進み、判定結果が否定である場合(NO)は、処理がステップS4に進む。
ステップS3では、制御部19が送風器18bを作動させる。従って、定着部13から発生する熱及び水蒸気が、ダクト18aを通じて帯電装置31に送られる。そして、帯電ローラー31a周辺の雰囲気が加熱及び加湿される。この結果、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の温度が所定温度以下になり且つ当該雰囲気の湿度が所定湿度以下になることが抑制される。また、除湿部18cの吸湿によって、帯電ローラー31a周辺の雰囲気の湿度が急上昇することが抑制されて、帯電ローラー31aに結露が発生することが抑制される。そして、処理がステップS2に戻る。
ステップS4では、制御部19は、送風器18bを作動させない(即ち停止させる)。そして、処理がステップS2に戻る。
以上、図面(図1〜図5)を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記に示す(1)〜(3))。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(1)上記の実施形態では、画像形成装置1の電源投入時に、温湿度判定が行われたが、温湿度判定が行われるタイミングは、画像形成装置1の電源投入時に限定されない。例えば、画像形成部11が用紙Pに画像を形成する前に、即ち、帯電装置31が感光体ドラム30を帯電させる前に、温湿度判定が行われてもよい。
(2)上記の実施形態では、ダクト18aの開口端18dは、定着部13の流出口13gに接続されたが、開口端18dの配置は、定着部13の流出口13gに接続された配置に限定されない。例えば、開口端18dは、定着部13の搬出口13fの付近に配置されてもよい。この場合は、搬出口13fから搬出される用紙Pから発生する熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方を、開口端18d内に取り込み、ダクト18aを通じて帯電装置31に誘導する。この場合は、定着部13の流出口13gは省略される。
(3)上記の実施形態では、画像形成装置1は送風器18bを備えるが、画像形成装置1は送風器18bを備えなくてもよい。画像形成装置1が送風器18bを備えない場合は、定着部13から発生する熱及び水蒸気は、自然拡散してダクト18aを通じて帯電装置31に誘導される。
13 定着部
18a ダクト
18b 送風器
18c 除湿部
19 制御部
30 感光体ドラム
31a 帯電ローラー
31e 温湿度センサー
34 転写装置

Claims (7)

  1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    像担持体と、
    前記像担持体にトナー像を形成するために前記像担持体を帯電する帯電部と、
    前記像担持体に形成された前記トナー像を前記記録媒体に転写する転写部と、
    前記記録媒体を加熱して前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、
    前記定着部から発生する熱及び水蒸気のうちの少なくとも一方を前記帯電部に誘導するダクトと、
    前記ダクト内及び前記帯電部の付近のうちの少なくとも一方の湿気を除去する除湿部と
    を備える、画像形成装置。
  2. 前記ダクト内に配置された送風器を更に備え、
    前記送風器は、送風によって前記熱及び前記水蒸気を前記帯電部に送る、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記除湿部は、前記除湿部の周辺の湿度が高いほど吸湿率が高くなり、前記除湿部の周辺の湿度が低いほど吸湿率が低くなることで、吸湿した水分を放出する、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記帯電部の周辺の温度及び湿度を検出する温湿度センサーと、
    前記送風器を制御する制御部と、
    を更に備え、
    前記制御部は、前記温湿度センサーの検出温度が所定温度以下であり且つ前記温湿度センサーの検出湿度が所定湿度以下であるか否かを判定し、前記判定の結果が肯定の場合、前記送風器を作動させる、請求項1〜請求項3の何れかの1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御部は、前記画像形成装置の電源投入時に、前記判定を行う、請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記帯電部を収容する筐体を更に備え、
    前記筐体は、その外面のうちの一の面に流入口を有し、
    前記ダクトは、筒状のダクト本体と、前記一の面とを含み、
    前記ダクト本体の一方の開口端は、前記一の面の前記流入口に接続される、請求項1〜請求項5の何れかの1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記一の面は、前記筐体の側面である、請求項6に記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018111224A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 日本ボールドウィン株式会社 ローラ表面の乾燥抑制装置
CN111002729A (zh) * 2019-12-19 2020-04-14 芜湖英罗智能制造有限公司 一种激光打印机除湿用通风装置

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