JP2010185917A - 発熱部表示装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部（例えば画像形成装置のトナー定着部）が高温である旨の警告表示を、高い視認性を確保しつつ低コストに実現する。
【解決手段】発熱部表示装置は、発熱部Ｈに取り付く発熱部表示ユニット１になっている。発熱部表示ユニット１は、発熱部Ｈで発生した熱を受けて起電する熱電変換素子１０と、熱電変換素子１０からの電力で発光する発光素子２１とを備えている。熱電変換素子１０で発電された電力で発光素子２１を点灯させることで危険である旨の表示を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置・機器類の発熱部について危険である旨の警告表示を行う発熱部表示装置とこれを用いた画像形成装置に関するものである。

人が触ると火傷をするほどの高温になる発熱部を有する装置・機器類が存在している。その一例が印刷手段としてトナーを使用している画像形成装置であり、このトナー定着方式の画像形成装置は、トナーを紙等の記録材に定着させるためにヒータを内蔵した加熱ローラが備えられており（特許文献１等）、画像形成装置が起動している状態で加熱ローラは相当の高温になっている。

定着装置は画像形成装置の内部に配置されていてカバーで覆われているため通常はユーザが手を触れることはないが、紙詰まりが発生して詰まった紙を搬送路から除去する場合のようにユーザがカバーを開けて内部に手を入れることがあり、この場合には高温になっている定着装置に誤って手を触れる可能性がある。

そこで、画像形成装置の内部のうち定着装置の箇所には、人が手で触れると危険であることをユーザに認識させるために、従来から「高温危険」といった警告表示が印刷されたシールを貼り付けている。

特開２００５−２５８１３５号公報

しかしながら、シールは、熱で退色したり汚れて劣化したり暗いと見にくかったり剥がれてしまったりというような不具合があり、警告表示として機能しなくなることがある。

また、加熱ローラのように高温になる部材と雖も交換やメンテナンス等で人が手で触れねばならない場合があり、この場合は高温になっていない状態で触れることになるが、シールの表示内容は発熱部の温度に関係なく一定であるため、人はシールを見ても発熱部が高温であるか否かを判断することはできず、そこで手を近づけて高温であるか否かを判断せねばならないという不具合があった。また、高温状態なのに高温でないと誤認し、誤って加熱ローラを触ってしまうという可能性もあった。

他方、表示手段としてＬＥＤ等の発光素子が多用されており、このＬＥＤ等の発光素子が使用された表示装置を加熱ローラ近傍のような高温部に設けることも考えられる。しかし、ＬＥＤ等の発光素子方式の表示装置は暗い場所でも明瞭に視認できると共に汚れていても発光を明確に視認できて警告表示としての機能は優れていると言えるものの、発光させるための電源が必要であるため、配線に手間がかかってコストが嵩むという問題がある。

また、表示装置で高温であるか否か（すなわち危険な状態か安全な状態か）を表示できることはユーザフレンドリーであるが、発熱部の温度によってＬＥＤの表示状態を変えようとすると表示装置とは別に温度センサも付加しなければならないので、より一層コストが嵩むという問題がある。

本発明は、これらの問題を解消することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る発熱部表示装置は、発熱部の熱を電力に変換する熱電変換素子と、前記熱電変換素子で発電された電力で発光する発光素子によって前記発熱部に関する注意表示を行う表示手段とが備えられている。

請求項２の発明に係る発熱部表示装置は、請求項１において、更に、前記熱電変換素子と表示手段とは一つにユニット化されており、このユニットに、前記発熱部又はその近傍に位置した部材に着脱可能に取り付く取付手段を設けている。また、請求項３の発明に係る発熱部表示装置は、請求項１又は２において、前記表示手段は、前記熱電変換素子が前記発熱部の熱で発電するに際しての起電力の値に応じて表示内容を変更可能に構成されている。

請求項４の発明に係る発熱部表示装置は、請求項１〜３のうちの何れかにおいて、前記熱電変換素子から表示手段への通電をＯＮ・ＯＦＦする遮断回路が設けられており、前記発熱部を覆うカバー体の開閉に連動して前記遮断回路が継断するように構成されている。請求項５の発明に係る発熱部表示装置は、請求項１〜４のうちの何れかにおいて、前記熱電変換素子で発電された電気を蓄える蓄電器が備えられている。

本願発明は、画像形成装置も含んでいる。すなわちこの画像形成装置は、請求項６のとおり、請求項１〜５のうちの何れかに記載した発熱部表示装置が備えられている。

請求項１に記載の発明によれば、発熱部に関する注意や警告を発光素子を使用して明瞭に表示することができるが、発光素子を働かせるための電源として発熱部の熱から変換された電力を使用するものであるため、表示装置のための電源を別途用意する必要がない。従って、暗くても視認性に優れている等の優れた利点を有する警告表示装置を、低コストで提供することができる。また、熱電変換素子で熱を電力に変換するに際して吸熱されるため、発熱部を冷却する効果も得られる。

請求項２に記載の発明によれば、表示装置はユニット化されていて発熱部の近傍の部材に着脱できるため、表示装置が取り付く部材を交換しても表示装置は使用し続けることができる。従って、表示装置を長期間使用し続けることができるのであり、この点においてもコストの削減を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、発熱部の温度に応じて表示装置の表示内容を変更できるから、発熱部が高温になっているか否かを自動的に表示することが可能になる。従って、安全に作業できる状態か危険な状態かをユーザに把握させることを、ごく簡単な構造で実現できる。

さて、表示装置は発熱部に設けられているが、画像形成装置のように通常は発熱部がカバーで覆われている場合は、カバーで覆われている状態では表示する必要はない。そこで、例えば請求項４の一態様として、カバーが開いたときのみ発光素子が点灯するように関連させておくことにより、発光素子の使用時間を抑制して耐久性を高めることができる。

請求項５の構成によると、蓄電池に蓄えられた電力を他の各種の用途に使用できるためエネルギを有効利用できるが、表示装置の構成部材としての熱電変換素子を利用して蓄電池に充電するものであるため、さほどのコストアップを招来することなくエネルギの有効利用を実現できる。この場合、発光素子の発光と蓄電器への充電とを並行して行うことも可能であるが、請求項５の構成と組み合わせてカバーが閉じているときだけ（すなわち、発光素子が発光していないときだけ）蓄電池に充電される構成を採用すると、熱電変換素子は大きな容量でなくても発光素子を駆動できるだけの容量があれば足りるため、より経済的である。

実施形態の発熱部表示ユニットの概略斜視図である。 取付手段の変形例を示す側面図である。 取付手段の他の変形例を示す側面図である。 発光部表示ユニットの概略回路図である。 発熱部表示ユニットをカバー体で覆った場合の側断面図である。 遮断回路を設けた場合の発光部表示ユニットの概略回路図である。 発熱部表示ユニットをカバー体の表面に取り付けた場合の側断面図である。 蓄電器を設けた場合の発光部表示ユニットの構成を示すブロック図である。 発熱部表示ユニットを備えた画像形成装置の全体構成図である。 画像形成装置の側面扉を開放した状態の斜視図である。

以下に、本発明の基本的な実施形態を図面に基づいて説明する。図１では、本願発明に係る発熱部表示装置が適用された発熱部表示ユニット１を示している。発熱部表示ユニット１は、発熱部Ｈの熱を電力に変換する熱電変換素子１０と、熱電変換素子１０からの熱で発熱部Ｈの熱に関する表示を行う表示装置２０とを備えており、これらが１つの外観を呈した単一部材と把握されるように一体的にユニット化されている。

より具体的述べると、発熱部表示ユニット１は本体ケース（又はモールドパッケージ）を備えており、本体ケースに熱電変換素子１０と発光素子２１とが一体に設けられている。本体ケースは全体としてプレート状に形成されており、本体ケースの表裏面のうち一方の面の側（裏面側）に熱電変換素子１０が、他方の面の側（表面側）に表示装置２０がそれぞれ配置されている。また、発熱部表示ユニット１には、これを発熱部Ｈに着脱可能に取り付けるための取付手段３０が備えられている。図１では、取付手段３０として磁石を例示している。磁石は発熱部表示ユニット１の裏面の全体に広がるように形成されているが、四隅部のみや左右２カ所など部分的に配置することも可能である。

取付手段３０は磁石でなくても良いのであり、例えば、粘着剤（或いは接着剤）や耐熱性両面粘着テープなども使用できる。また、取り付け手段３０として例えばフック状の部材を適用してもよい。図２及び図３ではフック状の取付手段３０の例を示している。

図２，３において発熱部表示ユニット１は発熱部Ｈを挟みつける一対の係合片３１を有している。図２の例では、係合片３１は板バネ等の弾性材から成っており、発熱部表示ユニット１は、係合片３１の弾性力によって発熱部Ｈに脱落不能に保持されている。係合片３１をその弾性に抗して外側に広げ変形させることにより、発熱部表示ユニット１を発熱部Ｈに着脱できる。

図３の例では、２つの係合片３１のうちの一方にバネ状弾性体３２を内蔵しており、このバネ状弾性体３２によって押圧部３３を発熱部Ｈに付勢している。押圧部３３は一方の係合片３１にスライド可能に嵌まっている。取り付け手段として磁石や粘着剤を用いると、取付手段３０を簡単且つ低コストで実現できる。他方、取り付け手段として弾性変形式のフック３１を用いると、取り付け対象物の材質や形状による制限が少なくなる利点がある。

熱電変換素子１０は、２種類の異なる金属または半導体を接合して、両端に温度差があると起電力が生じるゼーベック効果を利用した素子である。発熱部Ｈに発熱部表示ユニット１を取り付けるにおいては、熱電変換素子１０の受熱面を発熱部Ｈの熱放出方向と対向させると発電効率が良い。また、熱電変換素子１０を発熱部Ｈと対向させて配置することで、表示装置２０は外部から視認しやすい方向に配置されるから、警告表示としての効果が高められる。

図４では発熱部表示ユニット１の電気回路４０を示している。電気回路４０には、抵抗４１と電圧安定用のダイオード４２が含まれている。また、表示装置２０は、複数個（図４では５個）の発光素子（ＬＥＤ等）２１を備えている。この実施形態では、熱電変換素子１０で発生した電力で発光素子２１を点灯させるにおいて、熱電変換素子１０の起電力が発熱部Ｈから受ける熱量に比例することを利用して、起電力の値に応じて発光（点灯) する発光素子２１の数が変わるように設定している。

つまり、発熱部Ｈが最高の温度域に到達しているときには、熱電変換素子１０の電力で全て（５個）の発光素子２１が発光している一方、発熱部Ｈが冷めてきたときや想定最高温度にまだ到達していない温度域にある場合には、温度に応じた数の発光素子２１を発光させるようにしている。図４では点灯している発光素子２１を黒で表示している。このように発熱部Ｈの温度を段階的に表示することで、ユーザは発熱部Ｈの危険の度合いを明瞭に把握できる。

表示装置２０の他の例として、発光色が異なる複数の発光素子２１と、各色の発光素子２１を切り替えるためのスイッチング回路とを用いて、温度（起電力値）によって点灯する色を変えるように制御してもよい。また、あらかじめ設定した温度（起電力値）以上になったときだけ、注意を促す文字や記号を発光させて認識させるようにしてもよい。

次に、カバー体５０で覆われた発熱部Ｈに発熱部表示ユニット１を設置した例について説明する。図５は、発熱部表示ユニット１を発熱部Ｈに直接取り付け、これを開閉可能なカバー体５０で覆った状態を模式的に示している。カバー体５０が閉じた状態では、発熱部表示ユニット１は視認されることなく隠れている。図６は、カバー体５０を備えた場合の、発熱部表示ユニット１の電気回路４０を示したものであり、熱電変換素子１０と表示装置２０との間に、遮断回路の一例として、カバー体５０の開閉に連動して動作するスイッチ４３を介在させている。

この場合には、カバー体５０が開くとスイッチ４３がＯＮし、カバー体５０が閉じるとスイッチ４３がＯＦＦするように構成されている。従って、カバー体５０が閉じているときには、熱電変換素子１０からの電力は表示装置２０に供給されないが、カバー体５０が開いて発熱部Ｈが露出すると、熱電変換素子１０からの電力が表示装置２０に供給されて、表示装置２０が発熱部Ｈの熱に関する表示を行う。

図７は、発熱部Ｈを覆うカバー体５０に発熱部表示ユニット１を取り付けた状態を模式的に示した例である。換言すれば、発熱部表示ユニット１を発熱部Ｈに間接的に取り付けた例である。この場合には、発熱部Ｈによってカバー体５０が加熱され、このカバー体５０の発熱を電力に変えて表示を行う。また、この場合には、図６の電気回路４０は、カバー体５０が閉じた状態でスイッチ４３はＯＮしていて表示装置２０で表示を行い、カバー体５０が開くとスイッチ４３がＯＦＦするように構成している。

このように、発熱部表示ユニット１は、発熱部Ｈに直接取り付けてもよいし、発熱部Ｈで加熱されて発熱する近傍の部材に取り付けてもよい。また、カバー体５０の開閉信号でスイッチ４３を動作させることにより、表示の必要があるときだけ表示装置２０での表示を行うことができる。

図８は、熱電変換素子１０で発電された電力を蓄える蓄電器４４を設けた場合のブロック図である。蓄電器４４には、大型コンデンサや蓄電池が用いられる。この場合には、遮断回路として、熱電変換素子１０と表示装置２０との間に第１スイッチ４３ａを設けるとともに、熱電変換素子１０と蓄電器４４との間に第２スイッチ４３ｂを設けている。そして、カバー体５０の開閉信号に基づいて、制御部４５が、第１スイッチ４３ａと第２スイッチ４４ａのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるようにしている。

すなわち、この例では、熱電変換素子１０の電力が表示装置２０に供給されているときには、第１スイッチ４３ａはＯＮで第２スイッチ４３ｂはＯＦＦになっており、熱電変換素子１０の電力を表示装置２０に供給しないときには、第１スイッチ４３ａはＯＦＦで第２スイッチ４３ｂがＯＮになって、熱電変換素子１０の電力は蓄電器４４に供給されている。蓄電器４４に蓄えられた電力は、適宜の用途に使用できる。例えば、発熱部を冷却するファンの駆動に用いてもよい。なお、発熱部表示ユニット１は、発熱部Ｈに対して複数個取り付けてもよい。

次に、発熱部表示ユニット１の具体的な適用例について説明する。図９は、複写機や多機能機のような画像形成装置６０の概略側断面図を示したものである。画像形成装置６０は公知のもので、感光体６１、帯電器６２、像露光手段（画像書込部）６３、現像手段６４、転写極６５、分離極６６、クリーニング手段６７から構成される画像形成部７０と、給紙カセット７１内に収容された記録材（用紙）Ｓを給送して画像形成部７０に送り出す給紙手段７２、定着装置７３、排紙手段７４等を備えている。装置の上部には、画像読取部７５と、原稿カバー７６とが備えられている。画像読取部７５の原稿台７７上に載置された原稿の画像は、光学読取手段７８に読み込まれる。

像露光手段６３は、半導体レーザからの出力光を感光体６１に照射し、感光体６１に潜像を形成する。感光体６１は矢印方向に駆動回転される。画像形成部７０においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われ、給紙手段７２から搬送された用紙Ｓにトナー画像が転写される。トナー画像を担持した用紙Ｓは、定着装置７３により画像が定着され、排紙手段７４によって排紙トレイ７９に排出される。

定着装置７３は、加熱ローラ方式で、定着装置７３の筐体７３ａの内部に、ヒータ８０により加熱される加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１に圧接される加圧ローラ８２等が配置されている。加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とが圧接するニップ部に用紙Ｓが導入されると、ヒータ８０で加熱された加熱ローラ８１の熱が用紙Ｓに付与されて、用紙Ｓ上のトナー画像が加熱定着される。

定着装置７３は、画像形成装置６０の電源スイッチの操作により作動状態となり、加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の周面温度は所定の温度に昇温される。これに伴い、定着装置７３の筐体７３ａも発熱し高温となる。

図１０に示すように、画像形成装置６０の側面には開閉扉８３が設けられており、部品交換や紙詰まりの解消など、必要に応じて開閉扉８３は開放される。開閉扉８３が開放されると用紙Ｓの搬送路の一部や定着装置７３等が外部に露出する。

前述したように定着装置７３は、画像形成装置６０の起動によって周囲温度に比べて極めて高い温度になるため、あらかじめ定着装置７３の筐体７３ａに発熱部表示ユニット１を取り付けている。図１０では、フック式の取付手段３０で取り付けた場合を示している。発熱部表示ユニット１の表示装置２０は、開閉扉８３が開けられたときにユーザの顔と対峙する方向（ユーザが正面方向に視認できる方向）に向いている。

また、画像形成装置６０には、開閉扉８３が開いたことを検知する接触式のセンサ８４を設けており、センサ８４の信号は発熱部表示ユニット１の制御部４５（図８参照）に送られる。そして、開閉扉８３が開放されると、発熱部表示ユニット１では、筐体７３ａの発熱によって得られた電力を表示装置２０に供給し、定着装置７３（筐体７３ａ）の熱について注意を喚起する警告表示を行う。また、開閉扉８３が閉じられているときには、定着装置７３（筐体７３ａ）の電力を蓄電器４４に供給し、周辺の部材の電力として有効活用することができる。

発熱部表示ユニット１は、画像形成装置６０の定着装置７３だけでなく、画像形成装置６０に設けられている他の発熱部に用いてもよい。勿論、他の様々な製品や部品に適用することができる。例えば、自動車の内部部品（ラジエータ等）、家電製品（アイロン、炊飯器、加湿器等）、事務機器（プロジェクターの光源等）、美容機器、治療機器、回路基板（ＩＣチップ等）等、人が触れるのが危険なほどの高温になる発熱部を有し、且つその発熱部Ｈにユーザが触れる可能性のあるものに広く適用できる。

発熱部表示ユニット１の表示態様は任意に設定できる。例えば、赤色発光する発光素子をグリーンの半透明部材で覆い、発熱部が危険温度まで上昇して熱電変換素子によって発電されると発光素子２１が赤色に発光してグリーンの表示を打ち消す、といった態様を採用できる。或いは、危険温度まで上昇すると「高温危険」の文字を赤色で点灯させるといったことも可能である。

１ 発熱部表示ユニット
１０ 熱電変換素子
２０ 表示装置
２１ 発光素子
３０ 取付手段
３１ 係合片
４０ 電気回路
４３ スイッチ
４４ 蓄電器
４５ 制御部
５０ カバー体
６０ 画像形成装置
７３ 定着装置
７３ａ 筐体
８０ ヒータ
８１ 加熱ローラ
８２ 加圧ローラ
８３ 開閉扉（カバー体）
８４ センサ
Ｈ 発熱部

Claims (6)

1. 発熱部の熱を電力に変換する熱電変換素子と、前記熱電変換素子で発電された電力で発光する発光素子によって前記発熱部に関する注意表示を行う表示手段とが備えられている、
   発熱部表示装置。
2. 更に、前記熱電変換素子と表示手段とは一つにユニット化されており、このユニットに、前記発熱部又はその近傍に位置した部材に着脱可能に取り付く取付手段を設けている、請求項１に記載した発熱部表示装置。
3. 前記表示手段は、前記熱電変換素子が前記発熱部の熱で発電するに際しての起電力の値に応じて表示内容を変更し得るように構成されている、
   請求項１又は２に記載した発熱部表示装置。
4. 前記熱電変換素子から表示手段への通電をＯＮ・ＯＦＦする遮断回路が設けられており、前記発熱部を覆うカバー体の開閉に連動して前記遮断回路が継断するように構成されている、
   請求項１〜３のうちの何れかに記載した発熱部表示装置。
5. 前記熱電変換素子で発電された電気を蓄える蓄電器が備えられている、
   請求項１〜４のうちの何れかに記載した発熱部表示装置。
6. 請求項１〜５のうちの何れかに記載された発熱部表示装置を備えた画像形成装置。

Images