JP2007271967A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の機内における熱源を有する装置の機内温度と画像形成装置の機外温度との温度差に応じて排熱装置を駆動する電力を変化させることで、熱源を有する装置で発生する熱による画像形成装置の機内において熱の影響を受けやすい装置の損傷等を確実に防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像定着装置を機内に備える画像形成装置であって、画像定着装置には、画像定着装置の機内から画像形成装置の機外に排熱する送風機３４が設けられている画像形成装置において、画像定着装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が画像定着装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と画像定着装置の機内温度との温度差によって発電する第１ペルチェ素子３０が設けられ、送風機３４は、第１ペルチェ素子３０の電力で駆動されることを特徴とする画像形成装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真プロセスを適用したプリンタ、複写機、及びファクシミリ、並びにこれらの機能を兼ね備えた複合機である画像形成装置に関する。

従来、電子写真プロセスを適用した画像形成装置としては、熱源を有する装置を機内に備え、熱源を有する装置には、熱源を有する装置の機内から画像形成装置の機外に排熱する排熱装置が設けられているものが知られている。
これによれば、一定の限度において、熱源を有する装置で発生する熱による画像形成装置の機内において熱の影響を受けやすい装置の損傷等を防止することができる。
尚、画像形成装置の機内における熱源を有する装置としては、例えば、画像定着装置が挙げられる。
画像定着装置は、内部に熱源を有する加熱ロールと加熱ロールに対して所定の圧力で当接している加圧ロールとを有し、転写材を加熱ロールと加圧ロールとの間にニップすることによって、転写材に形成されている未定着トナー像を転写材に定着するためのものである。

しかしながら、上記従来技術では、排熱装置は、画像形成装置の機内における熱源を有する装置の機内温度と画像形成装置の機外温度との温度差に拘わらず一定の電力で駆動されているため、熱源を有する装置で発生する熱による画像形成装置の機内において熱の影響を受けやすい装置の損傷等を完全には防止することができないという問題がある。
尚、熱源を有する装置で発生する熱による画像形成装置の機内において熱の影響を受けやすい装置が、転写材に未定着トナー像を形成する画像形成部である場合には、画像形成装置の機内温度が必要以上に上昇すると、画像情報に対応して静電潜像が形成される像担持体の静電潜像を現像する現像装置の機内でトナーが溶融するという問題がある。
また、画像形成装置の機内温度が必要以上に上昇すると、画像形成装置の機内における耐熱性が十分でない電子部品が破損するという問題がある。
また、熱源を有する装置が画像定着装置である場合には、画像定着装置の機内温度が必要以上に下降すると、画像定着装置の機内で転写材に形成されている未定着トナーを溶融することができず転写材に未定着トナーを定着することができないという問題がある。
また、熱源を有する装置が画像定着装置である場合には、画像定着装置の機内温度が必要以上に上昇すると、画像形成部の温度上昇が大きくなる、画像定着装置の機内における耐熱性が十分でない電子部品が破損する、及び、画像定着装置の機内で転写材に形成されている未定着トナーが必要以上に溶融して転写材に未定着トナーを定着することができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、画像形成装置の機内における熱源を有する装置の機内温度と画像形成装置の機外温度との温度差に応じて排熱装置を駆動する電力を変化させることで、熱源を有する装置で発生する熱による画像形成装置の機内において熱の影響を受けやすい装置の損傷等を確実に防止することができる画像形成装置を提供することにある。

即ち、本発明は、熱源を有する装置を機内に備える画像形成装置であって、熱源を有する装置には、熱源を有する装置の機内から画像形成装置の機外に排熱する排熱装置が設けられている画像形成装置において、熱源を有する装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が熱源を有する装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差によって発電する第１熱電素子が設けられ、排熱装置は、第１熱電素子の電力で駆動されることを特徴とする画像形成装置である。
これによれば、熱源を有する装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が熱源を有する装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差（ΔＴｆ）によって発電する第１熱電素子が設けられ、排熱装置は、第１熱電素子の電力で駆動されるので、ΔＴｆが大きい場合には、第１熱電素子が発電する電力が大きく、排熱装置を駆動する電力が大きくなって、熱源を有する装置の機内温度の必要以上の上昇を防止することができると共に、ΔＴｆが小さい場合には、第１熱電素子が発電する電力が小さく、排熱装置を駆動する電力が小さくなって、熱源を有する装置の機内温度の必要以上の下降を防止することができる。

また、本発明は、熱源を有する装置を機内に備える画像形成装置であって、熱源を有する装置には、熱源を有する装置の機内から画像形成装置の機外に排熱する排熱装置が設けられている画像形成装置において、熱源を有する装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が熱源を有する装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差によって発電する第１熱電素子が設けられ、画像形成装置の機内であって熱源を有する装置の機外には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が画像形成装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と画像形成装置の機内温度との温度差によって発電する第２熱電素子が設けられ、排熱装置は、第１熱電素子及び第２熱電素子の電力で駆動されることを特徴とする画像形成装置である。
これによれば、熱源を有する装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が熱源を有する装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差（ΔＴｆ）によって発電する第１熱電素子が設けられ、画像形成装置の機内であって熱源を有する装置の機外には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が画像形成装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と画像形成装置の機内温度との温度差（ΔＴｍ）によって発電する第２熱電素子が設けられ、排熱装置は、第１熱電素子及び第２熱電素子の電力で駆動されるので、ΔＴｆが大きい場合には、第１熱電素子が発電する電力が大きく、排熱装置を駆動する電力が大きくなって、熱源を有する装置の機内温度の必要以上の上昇を防止することができると共に、ΔＴｆが小さい場合には、第１熱電素子が発電する電力が小さく、排熱装置を駆動する電力が小さくなって、熱源を有する装置の機内温度の必要以上の下降を防止することができる。また、ΔＴｍが大きい場合には、第２熱電素子が発電する電力が大きく、排熱装置を駆動する電力が大きくなって、画像形成装置の機内温度の必要以上の上昇を防止することができる。

本発明において、画像形成装置の機外温度を検知する検知手段、並びに、検知手段で検知した温度が所定温度範囲内である場合に、第１熱電素子、又は、第１熱電素子及び第２熱電素子の電力で排熱装置を駆動し、検知手段で検知した温度が所定温度範囲外である場合に、電源の電力で排熱装置を駆動する制御手段を有するのがよく、これによれば、画像形成装置の機外温度を検知する検知手段、並びに、検知手段で検知した温度が所定温度範囲（Ｘ℃〜Ｙ℃）内である場合に、第１熱電素子、又は、第１熱電素子及び第２熱電素子の電力で排熱装置を駆動し、検知手段で検知した温度が所定温度範囲（Ｘ℃〜Ｙ℃）外である場合に、電源の電力で排熱装置を駆動する制御手段を有するので、画像形成装置の機外温度がＸ℃以下である場合には、画像形成装置の機外温度の上昇で、画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差（ΔＴｆ）が大きくなるため、排熱装置を電源の電力で駆動することで熱源を有する装置の機内温度の必要以上の下降を防止することができる。また、画像形成装置の機外温度がＹ℃以上である場合には、画像形成装置の機外温度の上昇で、画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差（ΔＴｆ）、及び、画像形成装置の機外温度と画像形成装置の機内温度との温度差（ΔＴｍ）が小さくなるため、排熱装置を電源の電力で駆動することで熱源を有する装置の機内温度及び画像形成装置の機内温度の必要以上の上昇を防止することができる。

また、本発明において、熱電素子は、ペルチェ素子とすることができる。

また、本発明において、排熱装置は、送風機とすることができる。

また、本発明において、熱源を有する装置は、画像定着装置とすることができる。

本発明によれば、画像形成装置の機内における熱源を有する装置の機内温度と画像形成装置の機外温度との温度差に応じて排熱装置を駆動する電力を変化させることで、熱源を有する装置で発生する熱による画像形成装置の機内において熱の影響を受けやすい装置の損傷等を確実に防止することができる画像形成装置を提供することができる。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

[第１実施形態]
図１〜図３は、本発明に係る画像形成装置おける第１実施形態を示す図である。

図１は、本実施形態における画像形成装置１０を示す概略図である。画像形成装置１０には、像担持体である感光体ドラム１２が設けられている。感光体ドラム１２は、円筒状に形成されている。感光体ドラム１２は、前後方向の軸に対して反時計回り方向に回転する。感光体ドラム１２の周面には、画像情報に対応する静電潜像及び静電潜像をトナーで現像したトナー像が形成される。感光体ドラム１２の周辺には、感光体ドラム１２の周面を帯電させる帯電装置１４が設けられている。感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて帯電装置１４の下流側には、帯電装置１４で帯電された感光体ドラム１２の周面に静電潜像を形成する画像書込装置１６が設けられている。感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて画像書込装置１６の下流側には、現像装置１８が設けられている。現像装置１８は、感光体ドラム１２の周面に形成されている静電潜像をトナーで現像するものである。感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて現像装置１８の下流側には、画像転写装置２０が設けられている。画像転写装置２０は、現像装置１８で感光体ドラム１２の周面に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写するものである。感光体ドラム１２の周辺であって感光体ドラム１２の回転方向に向けて画像転写装置２０の下流側には、感光体ドラム１２の周面に形成されたトナー像が画像転写装置２０で転写材Ｐに転写された後、感光体ドラム１２の周面に残存するトナーをクリーニングするクリーニング装置２２が設けられている。転写材Ｐの搬送方向下流側には、転写材Ｐに画像転写装置２０で転写された未定着トナー像を転写材Ｐに定着させる画像定着装置２４が設けられている。

以上における画像形成装置では、最初に、感光体ドラム１２の周面が帯電装置１４で一様に帯電される。次いで、感光体ドラム１２の周面に画像情報に対応する静電潜像が画像書込装置１６で書き込まれる。そして、感光体ドラム１２の周面に形成された静電潜像が現像装置１８でトナー像として現像される。次いで、転写材Ｐにトナー像を画像転写装置２０で転写する。そして、感光体ドラム１２の周面に残存するトナーをクリーニング装置２２でクリーニングする。尚、転写材Ｐに転写された未定着トナー像は、画像定着装置２４で転写材Ｐに定着される。そして、画像定着装置２４から転写材Ｐが排出される。尚、画像形成装置における上記工程は、不図示の制御部で制御されて実行される。

図２は、本実施形態における要部を示す図である。画像定着装置２４（熱源を有する装置）には、一端部が画像形成装置１０の機外であって他端部が画像定着装置２４の機内となるように配置され画像形成装置１０の機外温度と画像定着装置の機内温度との温度差によって発電する第１ペルチェ素子３０（第１熱電素子）、及び、画像定着装置２４の機内から画像形成装置１０の機外に排熱する送風機３４（排熱装置）が設けられている。送風機３４は、第１ペルチェ素子３０の電力で駆動される。
尚、画像定着装置２４は、内部に熱源２４ａを有する加熱ロール２４ｂ、及び加熱ロールに対して所定の圧力で当接している加圧ロール２４ｃを備えている。

図３は、本実施形態における要部の動作を示す概念図である。

本実施形態によれば、画像定着装置２４には、一端部が画像形成装置１０の機外であって他端部が画像定着装置２４の機内となるように配置され画像形成装置１０の機外温度と画像定着装置２４の機内温度との温度差（ΔＴｆ）によって発電する第１ペルチェ素子３０が設けられ、送風機３４は、第１ペルチェ素子３０の電力で駆動されるので、ΔＴｆが大きい場合には、第１ペルチェ素子３０が発電する電力が大きく、送風機３４を駆動する電力が大きくなって、画像定着装置２４の機内温度の必要以上の上昇を防止することができると共に、ΔＴｆが小さい場合には、第１ペルチェ素子３０が発電する電力が小さく、送風機３４を駆動する電力が小さくなって、画像定着装置２４の機内温度の必要以上の下降を防止することができる。

[第２実施形態]
次に、本発明に係る画像形成装置における第２実施形態について説明する。尚、本実施形態において、第１実施形態に示す構成と同一の構成については、同一符号を付すことでその説明を省略する。

図４は、本実施形態における要部を示す図である。画像定着装置２４（熱源を有する装置）には、一端部が画像形成装置１０の機外であって他端部が画像定着装置２４の機内となるように配置され画像形成装置１０の機外温度と画像定着装置の機内温度との温度差によって発電する第１ペルチェ素子３０（第１熱電素子）、及び、画像定着装置２４の機内から画像形成装置１０の機外に排熱する送風機３４（排熱装置）が設けられている。また、画像形成装置１０の機内であって画像定着装置２４の機外には、一端部が画像形成装置１０の機外であって他端部が画像形成装置１０の機内となるように配置され画像形成装置１０の機外温度と画像形成装置１０の機内温度との温度差によって発電する第２ペルチェ素子３２（第２熱電素子）が設けられている。送風機３４は、第１ペルチェ素子３０及び第２ペルチェ素子３２の電力で駆動される。

図５は、本実施形態における要部の動作を示す概念図である。

本実施形態によれば、画像定着装置２４には、一端部が画像形成装置１０の機外であって他端部が画像定着装置２４の機内となるように配置され画像形成装置１０の機外温度と画像定着装置２４の機内温度との温度差（ΔＴｆ）によって発電する第１ペルチェ素子３０が設けられ、画像形成装置１０の機内であって画像定着装置２４の機外には、一端部が画像形成装置１０の機外であって他端部が画像形成装置１０の機内となるように配置され画像形成装置１０の機外温度と画像形成装置１０の機内温度との温度差（ΔＴｍ）によって発電する第２ペルチェ素子３２が設けられ、送風機３４は、第１ペルチェ素子３０及び第２ペルチェ素子３２の電力で駆動されるので、ΔＴｆが大きい場合には、第１ペルチェ素子３０が発電する電力が大きく、送風機３４を駆動する電力が大きくなって、画像定着装置２４の機内温度の必要以上の上昇を防止することができると共に、ΔＴｆが小さい場合には、第１ペルチェ素子３０が発電する電力が小さく、送風機３４を駆動する電力が小さくなって、画像定着装置２４の機内温度の必要以上の下降を防止することができる。また、ΔＴｍが大きい場合には、第２ペルチェ素子３２が発電する電力が大きく、送風機３４を駆動する電力が大きくなって、画像形成装置１０の機内温度の必要以上の上昇を防止することができる。

[第３実施形態]
次に、本発明に係る画像形成装置における第３実施形態について説明する。尚、本実施形態において、第１実施形態及び第２実施形態に示す構成と同一の構成については、同一符号を付すことでその説明を省略する。

図６は、本実施形態における要部の動作を示す概念図である。図７は、本実施形態における要部の制御回路を示す図である。本実施形態では、画像形成装置１０の機外温度を検知する温度センサ３６（検知手段）、並びに、温度センサ３６で検知した温度が所定温度範囲（Ｘ℃〜Ｙ℃）内である場合に、第１ペルチェ素子３０、又は、第１ペルチェ素子３０及び第２ペルチェ素子３２の電力で送風機３４を駆動し、検知手段で検知した温度が所定温度範囲（Ｘ℃〜Ｙ℃）外である場合に、電源３８の電力で送風機３４を駆動する制御回路４０（制御手段）を有する。制御回路４０は、温度センサ３６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路４２、Ａ／Ｄ変換回路４２の信号を入力して所定の信号を出力する演算回路４４（ＣＰＵ）、及び演算回路４４の信号を入力して送風機３４を駆動する駆動源をスイッチングするスイッチング素子４６を有している。尚、送風機３４を駆動する駆動源は、第１ペルチェ素子３０、第１ペルチェ素子３０及び第２ペルチェ素子３２、又は電源３８である。尚、電源３８は、ＤＣ１、ＤＣ２、及びＤＣ３の異なる直流電源を有している。

図８は、本実施形態における要部の制御回路におけるフローを示す図である。制御回路４０は、最初に、画像形成装置１０の機外温度がＸ℃以下か否かを判断する（Ｓ１００）。Ｓ１００でＹＥＳの場合には、次いで、画像形成装置１０の機外温度に基づいて所定の電源３８へスイッチングする（Ｓ１０２）。Ｓ１００でＮＯの場合には、次いで、画像形成装置１０の機外温度がＹ℃以上か否かを判断する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４でＹＥＳの場合には、次いで、所定の電源３８へスイッチングする（Ｓ１０６）。Ｓ１０４でＮＯの場合には、次いで、第１ペルチェ素子３０、又は、第１ペルチェ素子３０及び第２ペルチェ素子３２へスイッチングする（Ｓ１０８）。

本実施形態によれば、画像形成装置１０の機外温度を検知する温度センサ３６、並びに、温度センサ３６で検知した温度が所定温度範囲（Ｘ℃〜Ｙ℃）内である場合に、第１ペルチェ素子３０、又は、第１ペルチェ素子３０及び第２ペルチェ素子３２の電力で送風機３４を駆動し、温度センサ３６で検知した温度が所定温度範囲（Ｘ℃〜Ｙ℃）外である場合に、電源３８の電力で送風機３４を駆動する制御回路４０を有するので、画像形成装置１０の機外温度がＸ℃以下である場合には、画像形成装置１０の機外温度の上昇で、画像形成装置１０の機外温度と画像定着装置２４の機内温度との温度差（ΔＴｆ）が大きくなるため、送風機３４を電源の電力で駆動することで画像定着装置２４の機内温度の必要以上の下降を防止することができる。また、画像形成装置１０の機外温度がＹ℃以上である場合には、画像形成装置１０の機外温度の上昇で、画像形成装置１０の機外温度と画像定着装置２４の機内温度との温度差（ΔＴｆ）、及び、画像形成装置１０の機外温度と画像形成装置１０の機内温度との温度差（ΔＴｍ）が小さくなるため、送風機３４を電源３８の電力で駆動することで画像定着装置２４の機内温度及び画像形成装置１０の機内温度の必要以上の上昇を防止することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略図である。 図２は、第１実施形態における要部を示す図である。 図３は、第１実施形態における要部の動作を示す概念図である。 図４は、第２実施形態における要部を示す図である。 図５は、第２実施形態における要部の動作を示す概念図である。 図６は、第３実施形態における要部の動作を示す概念図である。 図７は、第３実施形態における要部の制御回路を示す図である。 図８は、第３実施形態における要部の制御回路におけるフローを示す図である。

符号の説明

１０：画像形成装置、２４：画像定着装置（熱源を有する装置）、３０：第１ペルチェ素子（第１熱電素子）、３２：第２ペルチェ素子（第２熱電素子）、３４：送風機（排熱装置）、３６：温度センサ（検知手段）、３８：電源、４０：制御回路（制御手段）

Claims (6)

1. 熱源を有する装置を機内に備える画像形成装置であって、熱源を有する装置には、熱源を有する装置の機内から画像形成装置の機外に排熱する排熱装置が設けられている画像形成装置において、
   熱源を有する装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が熱源を有する装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差によって発電する第１熱電素子が設けられ、排熱装置は、第１熱電素子の電力で駆動されることを特徴とする画像形成装置。
2. 熱源を有する装置を機内に備える画像形成装置であって、熱源を有する装置には、熱源を有する装置の機内から画像形成装置の機外に排熱する排熱装置が設けられている画像形成装置において、
   熱源を有する装置には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が熱源を有する装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と熱源を有する装置の機内温度との温度差によって発電する第１熱電素子が設けられ、画像形成装置の機内であって熱源を有する装置の機外には、一端部が画像形成装置の機外であって他端部が画像形成装置の機内となるように配置され画像形成装置の機外温度と画像形成装置の機内温度との温度差によって発電する第２熱電素子が設けられ、排熱装置は、第１熱電素子及び第２熱電素子の電力で駆動されることを特徴とする画像形成装置。
3. 画像形成装置の機外温度を検知する検知手段、並びに、検知手段で検知した温度が所定温度範囲内である場合に、第１熱電素子、又は、第１熱電素子及び第２熱電素子の電力で排熱装置を駆動し、検知手段で検知した温度が所定温度範囲外である場合に、電源の電力で排熱装置を駆動する制御手段を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 熱電素子は、ペルチェ素子である請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 排熱装置は、送風機である請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 熱源を有する装置は、画像定着装置である請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。

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