JP2006171420A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンター、複写機等の画像形成装置に関し、特に外力を電気に変換する装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer and a copying machine, and more particularly to an apparatus that converts external force into electricity.
一般的に、複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化する現像装置と、所定方向に搬送される記録材に現像装置による現像剤像を転写する転写手段と、転写手段によって現像剤像の転写を受けた記録材を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより現像剤像を記録材に定着させる定着装置を備えている。 In general, an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer includes a latent image carrier that carries a latent image, and a developing device that visualizes the latent image as a developer image by applying a developer to the latent image carrier. A transfer unit that transfers the developer image from the developing device to a recording material conveyed in a predetermined direction, and a recording material that has received the transfer of the developer image by the transfer unit is heated and pressed under predetermined fixing processing conditions. And a fixing device for fixing the developer image onto the recording material.
ところで、この種の装置内には、ファンや画像形成手段を備えたカートリッジ、また記録材を搬送するベルトといった駆動する部分があり、これらの部分は外力を発生させる外力発生源となっていた。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来、画像形成装置内の外力発生源からのエネルギーは所望の目的以外には使用されることが無く、一部、エネルギーが無駄になっていた。 However, conventionally, the energy from the external force generation source in the image forming apparatus is not used for a purpose other than the desired purpose, and part of the energy is wasted.
上記課題を解決するため、本発明は、電気手段を有し、記録材にトナー画像を形成する画像形成装置において、外力を振動を介して電気に変換する変換手段を有し、前記変換手段によって変換された電気は前記電気手段に供給されることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes an electric unit, and an image forming apparatus that forms a toner image on a recording material, further including a conversion unit that converts external force into electricity through vibration, and the conversion unit The converted electricity is supplied to the electric means.
これにより本発明は、画像形成装置内で、一部、無駄になっていた外力を振動を介して電気に変換し再利用することが可能となる。 As a result, according to the present invention, it is possible to convert a part of the external force that has been wasted into electricity through vibration and reuse it in the image forming apparatus.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図10は本発明の実施形態である画像形成装置を示す図である。図10において、画像形成装置101は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について、光学ユニット102Y、102M、102C、102K、カートリッジ103Y、103M、103C、103K、感光ドラム104Y、104M、104C、104K、転写ローラ132Y、132M、132C、132Kが設けられ、更に転写ベルト131、転写ベルトを駆動する駆動ローラ130、用紙カセット120、給紙ローラ121、レジストローラ122、及び加熱装置としての定着装置140を備えている。また、図8(A)にカートリッジ103内部の主要部を示す。尚、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について同一構成のため各色に対応するY、M、C、Kは省略して説明する。感光ドラム104の周りには、帯電部材105、現像部材106、クリーニング部材107が配設してある。また、トナー容器108、現像容器109が図のように配設される。
[First Embodiment]
FIG. 10 is a diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 10, the image forming apparatus 101 includes
感光ドラム104表面は帯電部材105によって均一に帯電された後、各色の光学ユニット102は、各感光ドラム104の表面をレーザービームによって露光走査して潜像を形成する。次にその潜像に対してトナー110が現像部材106によって現像される。
After the surface of the
画像形成装置101は、給紙ローラ121によって給紙され、レジストローラ122によって斜行が矯正且つタイミングを調整された記録材上に、感光ドラム上に現像された各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー画像を順次重ねて転写する。この未定着トナー画像が担持された記録材は、定着装置140を構成する定着ローラ及び加圧ローラを互いに圧接することで形成され、また、温度制御された定着ニップ部を通過することによって、転写されたトナー画像は記録材上に定着される。これら一連の画像形成動作は搬送される記録材上の予め決まった位置からトナー画像が転写されるように同期がとられている。
In the image forming apparatus 101, each color (yellow, magenta, cyan, black) developed on the photosensitive drum on the recording material fed by the
記録材へのトナー転写後に感光ドラム104上に残ったトナーはクリーニング部材107によってクリーニングされる。尚、電子写真プロセスに必要な帯電、現像、転写のバイアスを制御するための電気手段である駆動電源(高電圧電源)30を有する。
The toner remaining on the
図2に本実施形態の特徴部分である外力を振動を介して電気に変換する変換手段20を示す。図2(A)は側面図、(B)は正面図を示す。変換手段20は圧電素子1、振動部材2を有し、圧電素子1は、両側に電極a、bを備える。圧電素子1には外力を受けて振動する振動部材2が取り付けられている。圧電素子1は不図示の固定端である支持部を節として振動する。このとき、電極a、b間に電圧が発生する。 FIG. 2 shows a conversion means 20 that converts an external force, which is a characteristic part of the present embodiment, into electricity through vibration. 2A is a side view and FIG. 2B is a front view. The conversion means 20 includes the piezoelectric element 1 and the vibration member 2, and the piezoelectric element 1 includes electrodes a and b on both sides. A vibration member 2 that vibrates in response to an external force is attached to the piezoelectric element 1. The piezoelectric element 1 vibrates with a support portion which is a fixed end (not shown) as a node. At this time, a voltage is generated between the electrodes a and b.
そして、図1に示すように圧電素子1で発生した電気は充電回路→(充電素子)→電源回路へと供給される。 As shown in FIG. 1, electricity generated by the piezoelectric element 1 is supplied to the charging circuit → (charging element) → power supply circuit.
図3は圧電素子1から電気を取り出す回路を模式的に示している。圧電素子1に取り付けた電極a、bにはダイオードD1、D2、抵抗R1が接続されている。これにより、圧電素子が振動することで発生した出力電圧はダイオードD1,D2により整流され、さらに充電素子(充電手段)として例えばコンデンサにより平滑化されて、矢印の方向へ電気が出力される。 FIG. 3 schematically shows a circuit for extracting electricity from the piezoelectric element 1. Diodes D1 and D2 and a resistor R1 are connected to the electrodes a and b attached to the piezoelectric element 1. As a result, the output voltage generated by the vibration of the piezoelectric element is rectified by the diodes D1 and D2, and further smoothed by, for example, the capacitor as a charging element (charging means), and electricity is output in the direction of the arrow.
本実施形態では、図10のように画像形成装置内の昇温を防止するためにファン3が取り付けられている。そして、図4に示すようにファン3の吹き出し口に変換手段20、つまり振動部材2のついた圧電素子1を配置した。図4(A)は斜視図、(B)は側面図である。圧電素子1に取り付けた振動部材2はシート形状をしており、外力であるファン3からの気流Fを受けて振動する。シート形状の振動部材の厚さはファン3からの気流Fを受けて振動する材質と厚さを選択することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the fan 3 is attached to prevent the temperature rise in the image forming apparatus. Then, as shown in FIG. 4, the conversion means 20, that is, the piezoelectric element 1 with the vibration member 2 is arranged at the outlet of the fan 3. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a side view. The vibration member 2 attached to the piezoelectric element 1 has a sheet shape, and vibrates in response to an air flow F from the fan 3 that is an external force. The thickness and thickness of the sheet-shaped vibrating member can be selected from the material and thickness that vibrate upon receiving the airflow F from the fan 3.
このようにして、ファン3からの気流Fを振動部材2の振動に変換することで圧電素子1から交流電圧を発生させることができ、図3で説明した回路により、電気として取り出すことができる。 In this way, an alternating voltage can be generated from the piezoelectric element 1 by converting the air flow F from the fan 3 into the vibration of the vibration member 2, and can be taken out as electricity by the circuit described in FIG.
尚、取り出した電気は画像形成装置の駆動電源30に供給され、駆動電源の電力を補うことができる。また、充電手段で充電することができる。充電した電気は補助電力として必要に応じて使用することができる。
The extracted electricity is supplied to the
また変換手段(圧電素子と振動部材)を複数個設けることでより多くの電気エネルギーを得ることもできる。 Also, more electrical energy can be obtained by providing a plurality of conversion means (piezoelectric elements and vibrating members).
以上のように、外力である気流を振動に変換することで、従来無駄になっていたエネルギーを電気エネルギーとして回収することができ、省エネルギーに役立てることができる。 As described above, by converting the air flow that is an external force into vibration, energy that has been wasted in the past can be recovered as electrical energy, which can be used for energy saving.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、図11において変換手段20を搬送路の途中で、レジストローラ122と駆動ローラ130との間に配設した。このシート状の振動部材2に搬送されてきた記録材が当たることで振動部材2が振動し、第1実施形態と同様に圧電素子1から交流電圧が発生する。そして、図3で説明した回路により、電気として取り出すことができる。
In the present embodiment, the conversion means 20 in FIG. 11 is disposed between the
このように本実施形態においても、第1実施形態と同様に記録材の搬送によって発生する外力を振動を介して電気エネルギーとして取り出すことができ、同様の効果を得ることができる。 As described above, also in the present embodiment, the external force generated by the conveyance of the recording material can be taken out as electric energy through vibration as in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第1実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付して、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、図12において画像形成装置の振動が集中する画像形成装置の支持部材150に圧電素子1を設ける。具体的には、支持部材150としてゴム足が用いられる場合、圧電素子1を画像形成装置101の底板部とゴム足の間に変換手段20圧電素子1を設けることで画像形成装置全体の振動を変換手段20によって交流電圧に変換することができ、図3で説明した回路により、電気として取り出すことができる。
In this embodiment, the piezoelectric element 1 is provided on the
このように本実施形態においても、第1実施例と同様に画像形成装置全体で発生した外力を振動を介して電気エネルギーとして取り出すことができ、同様の効果を得ることができる。 As described above, also in this embodiment, the external force generated in the entire image forming apparatus can be taken out as electric energy through vibration in the same manner as in the first example, and the same effect can be obtained.
[第4実施形態]
本実施形態では、図5に示すように外力を振動を介して電気に変換する変換手段20の圧電素子1で発生した電気は充電回路→発光素子へと供給される。
[Fourth Embodiment]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, electricity generated by the piezoelectric element 1 of the converting means 20 that converts external force into electricity through vibration is supplied from the charging circuit to the light emitting element.
図6は充電手段で充電された電気が所定量に達すると放電を行う回路手段を示している。 FIG. 6 shows circuit means for discharging when electricity charged by the charging means reaches a predetermined amount.
図6に示すように、外力を振動を介して電気に変換する変換手段の圧電素子1に取り付けた電極a、bにはダイオードD1、D2が接続されている。これにより、圧電素子が振動することで発生した電圧は、ダイオードD1、D2により整流され、さらにコンデンサC1により平滑されて直流電圧が出力される。ここまでは、第1実施形態と同様の構成であるが、本実施形態では、更にコンデンサC1の(+)極は電流制限抵抗R2を介してLEDのアノードに接続され、更にLEDのカソードからスイッチング素子であるサイリスタのアノードに接続される。また、サイリスタのカソードはコンデンサC1の(−)極に接続される。 As shown in FIG. 6, diodes D <b> 1 and D <b> 2 are connected to the electrodes a and b attached to the piezoelectric element 1 of conversion means for converting external force into electricity through vibration. As a result, the voltage generated by the vibration of the piezoelectric element is rectified by the diodes D1 and D2, and further smoothed by the capacitor C1 to output a DC voltage. Up to this point, the configuration is the same as in the first embodiment, but in this embodiment, the (+) pole of the capacitor C1 is further connected to the anode of the LED via the current limiting resistor R2, and further switched from the cathode of the LED. It is connected to the anode of a thyristor that is an element. The cathode of the thyristor is connected to the (−) pole of the capacitor C1.
これにより、コンデンサC1を電圧源とするLEDの点灯回路が形成される。そして、R3、R4、サイリスタのゲートで決定される閾値電圧を超えるとLEDへの通電が開始され、LEDが点灯する。LEDは電流が所定の電流以下になると自己消弧し、コンデンサC1の電圧が低い値に初期化される。 Thereby, an LED lighting circuit using the capacitor C1 as a voltage source is formed. When the threshold voltage determined by the gates of R3, R4 and thyristor is exceeded, energization of the LED is started and the LED is turned on. The LED self-extinguishes when the current falls below a predetermined current, and the voltage of the capacitor C1 is initialized to a low value.
尚、圧電素子が振動している間は、上述の圧電素子の振動からLEDが点灯し、コンデンサの電圧が初期化されるまでの一連の動作が繰り返される。 While the piezoelectric element is vibrating, a series of operations are repeated until the LED is turned on from the vibration of the piezoelectric element described above and the voltage of the capacitor is initialized.
本実施形態では、上述の圧電素子1を含むLED点灯回路をカートリッジ103に配設し、トナーに適切な帯電量を付与する作業の補助を行う。
In the present embodiment, an LED lighting circuit including the above-described piezoelectric element 1 is disposed in the
前述したように図8は図10で示したカートリッジ103の構成を説明するものである。感光ドラム104の周りには帯電部材105、現像部材106、クリーニング部材107が配設してある。また、図8(B)に示すようにトナー容器108、現像容器109、トナーシール10が図のように配設されている。初期状態においてトナーシールはトナー容器108と現像容器109を分割しており、トナーシールが切られる前の状態では、トナー110がトナー容器108内に充填されており、トナーシール10が切られるとトナー110は現像容器109内に入り、図8(A)のような状態になる。
As described above, FIG. 8 explains the configuration of the
図9(A)はカートリッジ103の斜視図であり、図9(B)はその略中央でカットした図である。トナーシール10には取っ手11が取り付けられており、この取っ手11を矢印の方向に引くことによりトナーシールが切られる。
FIG. 9A is a perspective view of the
圧電素子1には振動部材2が取り付けてある。この振動部材2は初期状態では固定されており、輸送などの振動ではLEDが発光しないようにしてある。振動部材2の固定解除は画像形成装置にカートリッジをセットする前に一般的に行われるトナーシールを切る作業に連動して行う機構を設けることができる。本実施形態では、取っ手11と反対側でトナーシール10と振動板2が固定されており、ユーザーがトナーシール10を切ると固定が解除される機構となっている。
A vibration member 2 is attached to the piezoelectric element 1. The vibrating member 2 is fixed in the initial state, and the LED does not emit light due to vibrations such as transportation. It is possible to provide a mechanism for releasing the fixation of the vibration member 2 in conjunction with the operation of cutting the toner seal generally performed before setting the cartridge in the image forming apparatus. In this embodiment, the
ユーザーがトナーシール10を切った後、トナーの帯電量を現像に適した帯電量に増加させるため、外力としてユーザーにカートリッジを所定の回数振ってもらう作業を行う。ここで、図6又は図7で示した回路で設定した閾値電圧まで充電するのに必要な圧電素子の振動回数と、ユーザーに振ってもらいたい回数とを略等しく設定する。これによりユーザーがカートリッジを必要回数振った時点でLEDが発光する。これによりユーザーの振り方の差によらず、振り方が足りないことでトナー帯電量が不足したり、振り過ぎてトナーに過剰な帯電量を与えたりすることを防止することができる。このように本実施形態では、安定してトナーに適切な帯電量を付与することが可能となる。
After the user cuts off the
以上のように画像形成装置が有する固有の振動を電気に変換することで、通常、電気の供給がない状態でも振動を与える動作に応じて電気を発生させることができ、発生した電気を利用することができるので使い勝手の良い装置を提供することができる。 As described above, by converting the inherent vibration of the image forming apparatus into electricity, it is possible to generate electricity according to the operation of applying vibration, even in the absence of electricity, and use the generated electricity. Therefore, a user-friendly device can be provided.
尚、図6においてコンデンサC1から右側の回路におけるサイリスタの部分を、図7の点線で囲った部分で示すようなトランジスタからなる回路に置き換えても、サイリスタと同等の機能を果たすことができる。本実施形態のように、LEDを点灯させる機能においては図7に示す回路構成の方がより安価に構成できる。 In addition, even if the thyristor portion in the circuit on the right side from the capacitor C1 in FIG. 6 is replaced with a circuit made of transistors as indicated by a portion surrounded by a dotted line in FIG. As in the present embodiment, the circuit configuration shown in FIG. 7 can be configured at a lower cost in the function of lighting the LED.
その他、画像形成装置内で発生している振動源近傍に変換手段を配設することで振動エネルギーを電気に変換するものとしては、例えば、振動源としてはレーザを走査する光学ユニット102、光学ユニットが取り付けられている支持部材、感光ドラム104のクリーニング部材107、駆動手段としてのモータの近傍、用紙カセット120の出し入れ動作、画像形成装置のドアの開閉動作などがあり、これら振動源の近傍に外力を振動を介して電気に変換する変換手段を配設することができる。
Other examples of converting vibration energy into electricity by disposing a conversion means in the vicinity of the vibration source generated in the image forming apparatus include, for example, an optical unit 102 that scans a laser as the vibration source, and an optical unit. Are attached to the support member, the cleaning
依って、これら振動源の近傍に配設された外力を振動を介して電気に変換する変換手段により、第1実施形態と同様に電気を取り出すことができ、同様の効果を得ることができる。 Therefore, electricity can be taken out in the same manner as in the first embodiment by the conversion means for converting the external force arranged in the vicinity of these vibration sources into electricity through vibration, and the same effect can be obtained.
1 圧電素子
2 振動部材
3 ファン
10 トナーシール
20 変換手段
101 画像形成装置
103 カートリッジ
150 支持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 2 Vibration member 3
Claims (8)
外力を振動を介して電気に変換する変換手段を有し、前記変換手段によって変換された電気は前記電気手段に供給されることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having an electric means and forming a toner image on a recording material,
An image forming apparatus, comprising: a conversion unit that converts external force into electricity through vibration, and the electricity converted by the conversion unit is supplied to the electric unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004364446A JP2006171420A (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004364446A JP2006171420A (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Image forming apparatus |
Publications (1)
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ID=36672253
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JP2004364446A Withdrawn JP2006171420A (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Image forming apparatus |
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JP (1) | JP2006171420A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020173316A (en) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Toner dust collector and image forming apparatus |
-
2004
- 2004-12-16 JP JP2004364446A patent/JP2006171420A/en not_active Withdrawn
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