JP2007121476A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】朝一のウォーミングアップ時において商用コンセントから入力された電力を殆ど全て定着器の温調用の電力としてに投入することができる画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】回転円筒状の像担持体の軸端に質量慣性回転体を配設した画像形成装置において、前記回転体の外周部に複数個の永久磁石を周設し、該永久磁石近傍且つ固定された位置に導電性コイルを設けることにより発電し、該発電された電力を一時的に蓄える蓄電池を有し、該電力は前記質量慣性回転体を駆動する電気動力手段の起動時の電力として用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来技術に関して図３を用いて説明する。

給紙カセット１１６に収容されたシート材は、給紙ローラや搬送ローラ１１７によって搬送路１１８を経てレジストローラ１１９まで搬送される。

像担持体１０４は、一次帯電器１０９で一様に帯電した像担持体１０４の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、この潜像を現像器１０５で現像してトナー像を形成する。

レジストローラ１１９まで到達したシート材は、この感光ドラム１０４に近接対向して配設されている（図においては下方に）転写分離帯電器１０６との両者間に進入し、転写領域ａにおいて感光ドラムと接触を始め、転写分離帯電器１０６の帯電による静電作用により像担持体１０４上のトナー画像がシート材に転写される。

転写領域から送出されたシート材は、搬送ベルト１１０の直線状の上方搬送面上を吸引ファン１０７の負圧で保持されながら進行し、定着入口ガイドにより加熱された定着ローラ及び加圧ローラで構成された定着装置１１１のニップ部に進入し、ここにシート材上のトナー画像がシート材上に定着され印刷画像を出力する。

前記レーザ光による走査線の間隔は、レーザ光の走査タイミングと像担持体の回転速度によって一義的に決定され、等間隔で形成されるように設定されている。このとき、画像形成装置の各構成部分の動作やクラッチ機構の入切時の振動等に起因して像担持体の回転速度に変動が生じ、走査線間隔が一定でなくなることがある。そうすると、静電潜像に疎密が生じてトナー像の濃度むらができてしまう。特に、複数色のトナー像を積層して所望の色調を得るようにしているカラー画像形成装置では、各色のトナー像に濃度むらがあると予定の色調が得られない。

像担持体の回転速度を不安定にする要因の１つとして、像担持体の駆動装置に使用される歯車のバックラッシュによる瞬間的な回転速度の変動が挙げられる。又、カラー画像形成装置では、各トナー色の切り替えのために現像器が可動型になっていたり、転写器やクリーニングブレードが像担持体に対して当接・離間可能になっていたりするため、これらの動作に伴って像担持体の速度が瞬間的に変動することも要因となっている。

像担持体の回転速度を安定化させるためには、像担持体の回転軸にフライホイールを取り付けて慣性エネルギを増大したり、フライホイールに代えて、像担持体自体の慣性を大きくすること等が考えられる。特許文献１にはフライホイールを取り付けた像担持体が、又、特許文献２にはフランジ重量を大きくした像担持体が提案されている。
特開昭６３−１７７１９０号公報 特開平１−１９３８８８号公報

しかしながら、像担持体の回転速度を安定化させるために像担持体の回転軸にフライホイールを取り付けて慣性エネルギを増大したり、更にフランジ重量を大きくしたり、又はフライホイールに代えて像担持体自体の慣性を大きくしたりすると、像担持体を回転駆動させるモータを高トルク品にする必要があった。

このような高トルクモータを駆動するためには投入電力が大きくなるという欠点があった。

今日の画像形成装置においては朝一のウォーミングアップ時の時間短縮を目的として商用コンセントから入力された電力を殆ど定着器の温調用に投入され、他の電気部品（モータやファン等）への電力投入を停止している。

しかし、前記像担持体を回転駆動させるモータは、画像安定化のために朝一ウォーミングアップ時においても駆動しなければならない。このため、朝一のウォーミングアップ時間の増大に繋がり、ユーザーに大きな不満をもたらすことがあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、朝一のウォーミングアップ時において商用コンセントから入力された電力を殆ど全て定着器の温調用の電力としてに投入することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、回転円筒状の像担持体の軸端に質量慣性回転体を配設した画像形成装置において、前記回転体の外周部に複数個の永久磁石を周設し、該永久磁石近傍且つ固定された位置に導電性コイルを設けることにより発電し、該発電された電力を一時的に蓄える蓄電池を有し、該電力は前記質量慣性回転体を駆動する電気動力手段の起動時の電力として用いることを特徴とする。

本発明によれば、ドラム回転に同期して回転するフライホイールの外周部付近に永久磁石を配置し、この永久磁石近傍且つ固定された位置に導電性コイルを設けることにより発電が可能となる。

発電された電力は蓄電器等に一時的に蓄電される。この蓄電された電力は翌朝等の朝一のウォーミングアップ時に像担持体駆動用モータに電力を供給する。こうすることにより朝一のウォーミングアップ時において商用コンセントから入力された電力を殆ど全て定着器の温調用の電力としてに投入することが可能となった。

又、ユーザーに出荷される前に製造工場や販売店等で蓄電池に充電を行なっておけば、以後、画像形成装置が動作するたびに充電されるため、ユーザーにはその不快感は感じ得ない。

又、本発明の発電によれば、前記永久磁石と導電コイルは非接触で発電可能なため、本発電システムによる負荷の増大は招かない。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

円筒状に加工された感光ドラム２０１の回転は、専用モータ（ドラムモータ）２０２の駆動により駆動ギア２０３、駆動軸２０４を介して行われる。

駆動軸２０４の一端は感光ドラム２０１に連結され、他端はフライホイール２０５に接続され、感光ドラム２０１の回転ムラの抑制を行っている。

フライホイール２０５の外周部には回転子として、所定のサイズに成形された永久磁石２０６を適宜なピッチ角を有しながら複数個設ける。

フライホイール２０５に取り付けられた永久磁石２０６が回転しても接触しない位置に固定子２０７を設ける。

この回転子と固定子２０７とのギャップはそのまま発電効率に影響するので極力近い位置が望ましい。

この固定子２０７は鉄心２０８と、その鉄心２０８の巻き付けた導電性コイル２０９で構成されている。

鉄心２０８の形状をＵの字形状に形成している。このとき、フライホイール２０５に取り付けられた永久磁石２０６がこのＵの字形状をした鉄心２０８の内側を接触することなく通過する。

フライホイール２０５が連続運転される時導電性コイル２０９に起電力Ｖが生じる。この起電力は、複写機内に設けられた蓄電池（バッテリ）２１０に充電する。このようにバッテリ２１０が充電されたならば、次回複写機を立ち上げる際には、充電されたバッテリ２１０から放電されドラムモータ２０２が回転する。

複写機がコピーされるたびにフライホイール２０５が回転し、その都度上記構成においてバッテリ２１０に充電されるため、翌朝にはバッテリ２１０は十分充電された状態になる。

この状態で翌朝、朝一ウォーミングアップ時にはこのバッテリ２１０の電力を用いてドラムモータ２０２を回転させる。

本複写機に用いられているドラムモータ２０２は、画像の高精度化用大型フライホイールを採用しているため高トルクモータを使用している。このドラムモータは、起動時で８アンペア、２４ボルト、即ち１９２ワットの電力を消費し、定常運転時で４アンペア、２４ボルト、即ち９６ワットを消費する。

商用コンセントから得られる電力が１５アンペア、１００ボルト、即ち１５００ワットとした場合、複写機に投入される電力は１２００ワットで、そのうち、ドラムモータ２０２にマージンを含めて３００ワット消費するため、従来機種の場合定着器に分配される電力は９００ワット程度である。このとき、朝一のウォーミングアップの所要時間は約１分程度であった。

しかし、本実施の形態による発電システムを用いることにより定着器には１２００ワットの電力を分配可能になるため、朝一のウォーミングアップの所要時間は約４５秒程度になり、所要時間が７５％に削減可能となった。この進歩は朝一所用時間の短縮のみならず、省エネにも貢献することになる。

ユーザーの手に渡る前に工場若しくは販売店にて予めバッテリーに充電しておけば、ユーザーに朝一の立上げ時間の延長による不快感を招かない。

尚、本実施の形態においては、ドラムモータの起動用の電力をフライホイールで発電する例について説明したが、フライホールで発電された電力は他のモータの起動用とする場合も本発明に含まれるものとする。

本発明を最も良く示す図である。 図１の矢視Ａ方向の図である。 本発明に係る画像形成装置の断面図である。

符号の説明

１０４ 像担持体（＝２０１：感光ドラム）
１０５ 現像器
１０６ 転写分離帯電器
１０７ 搬送ファン
１０９ 一次帯電器
１１０ 搬送ベルト
１１１ 定着装置
１１６ 給紙カセット
１１７ 給紙ローラ
１１８ 搬送ガイド
１１９ レジストローラ
２０１ 感光ドラム（＝１０４：像担持体）
２０２ ドラムモータ
２０３ 駆動ギア
２０４ 駆動軸
２０５ フライホイール（質量慣性回転体）
２０６ 永久磁石
２０７ 固定子
２０８ 鉄心
２０９ 導電性コイル
２１０ バッテリ（蓄電池）

Claims (1)

1. 回転円筒状の像担持体の軸端に質量慣性回転体を配設した画像形成装置において、
   前記回転体の外周部に複数個の永久磁石を周設し、該永久磁石近傍且つ固定された位置に導電性コイルを設けることにより発電し、該発電された電力を一時的に蓄える蓄電池を有し、該電力は前記質量慣性回転体を駆動する電気動力手段の起動時の電力として用いることを特徴とする画像形成装置。

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