JP2011059273A - Image forming apparatus, image forming method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装置で発生する熱を回収し、電気エネルギーとして再利用出来る省エネルギー効率の高い画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus with high energy saving efficiency that recovers heat generated in the apparatus and can be reused as electric energy.
熱電素子を用いて、画像形成装置で発生する熱を回収し、電気エネルギーとして再利用出来る省エネルギー技術が知られている。 2. Description of the Related Art An energy saving technique is known that uses a thermoelectric element to recover heat generated in an image forming apparatus and reuse it as electric energy.
例えば、特許文献1には、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、及び該画像形成装置の付属装置で発生する廃熱を回収し、電気エネルギーとして再利用できる省エネルギー性の高い画像形成装置を提供する目的で、発熱部に隣接して熱電変換装置を設けるという発明が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and the like, and an image forming apparatus with high energy saving that can recover waste heat generated in an accessory device of the image forming apparatus and reuse it as electric energy. In order to provide the above, there has been disclosed an invention in which a thermoelectric conversion device is provided adjacent to a heat generating portion.
しかし、特許文献1に記載されている熱電変換装置では、記録材やトナーを加熱するのに必要とする熱までも電気エネルギーとして再利用しているので、省エネルギー効率が悪いという問題があった。 However, the thermoelectric conversion device described in Patent Document 1 has a problem that the energy required for heating the recording material and the toner is reused as electric energy, resulting in poor energy saving efficiency.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、画像形成装置が記録材やトナーを加熱するのに必要な熱を奪うことなく、省エネルギー効率の高い画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an image forming apparatus, an image forming method, and a program having high energy saving efficiency without taking away heat necessary for the image forming apparatus to heat the recording material and the toner. And it aims at providing a recording medium.
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、記録媒体へ画像を形成する画像形成手段と、形成された画像を加熱定着するための発熱手段と、発熱手段の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換手段と、熱電変換手段により変換された電気エネルギーを充電する蓄電手段と、蓄電手段に充電された電気エネルギーを放電する放電手段と、発熱手段が発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御手段と、画像形成手段の状態を監視する監視手段と、蓄電手段に電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示手段と、を有し、監視手段により画像形成手段が画像形成動作をしていない時に熱エネルギー量制御手段が熱エネルギー量を制御していると判断された場合、熱電変換手段が熱エネルギーを電気エネルギーへ変換し、蓄電手段が電気エネルギーを充電することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit that forms an image on a recording medium, a heating unit that heat-fixes the formed image, and heat energy of the heating unit as electrical energy. A thermoelectric conversion means for converting to electric power, an electric storage means for charging electric energy converted by the thermoelectric conversion means, a discharge means for discharging electric energy charged in the electric storage means, and an amount of heat energy generated by the heating means. A thermal energy amount control unit; a monitoring unit that monitors the state of the image forming unit; and a storage instruction unit that instructs the storage unit to charge electric energy. The monitoring unit controls the image forming unit to perform an image forming operation. If it is determined that the thermal energy control means is controlling the heat energy amount when the Converted into energy, power storage means, characterized in that the charging electric energy.
また本発明に係る画像形成方法は、記録媒体へ画像を形成する画像形成工程と、形成された画像を加熱定着するための発熱工程と、蓄電工程で充電された電気エネルギーを放電する放電工程と、発熱工程で発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御工程と、画像形成工程の状態を監視する監視工程と、蓄電工程に電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示工程と、監視工程により画像形成工程が画像形成動作をしていない時に熱エネルギー量制御工程が熱エネルギー量を制御していると判断された場合、発熱工程の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換工程と熱電変換工程により変換された電気エネルギーを充電する蓄電工程と、を有することを特徴とする。 The image forming method according to the present invention includes an image forming process for forming an image on a recording medium, a heat generating process for heating and fixing the formed image, and a discharging process for discharging electrical energy charged in the storage process. A heat energy amount control step for controlling the amount of heat energy generated in the heat generation step, a monitoring step for monitoring the state of the image forming step, a power storage instruction step for instructing the timing for charging the electric energy in the power storage step, and a monitoring step If it is determined that the thermal energy control process controls the amount of heat energy when the image forming process is not performing an image forming operation, a thermoelectric conversion process and a thermoelectric conversion that convert the heat energy of the heat generation process into electrical energy And a power storage process for charging the electrical energy converted by the process.
また本発明に係るプログラムは、記録媒体へ画像を形成する画像形成処理と、形成された画像を加熱定着するための発熱処理と、蓄電処理で充電された電気エネルギーを放電する放電処理と、発熱処理で発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御処理と、画像形成処理の状態を監視する監視処理と、蓄電処理に電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示処理と、監視処理により画像形成処理が画像形成動作をしていない時に熱エネルギー量制御処理が熱エネルギー量を制御していると判断された場合、発熱処理の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換処理と熱電変換処理により変換された電気エネルギーを充電する蓄電処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The program according to the present invention includes an image forming process for forming an image on a recording medium, a heat generation process for heating and fixing the formed image, a discharge process for discharging electric energy charged in a power storage process, and a heat generation. Heat energy control processing for controlling the amount of heat energy generated by the processing, monitoring processing for monitoring the state of the image forming processing, power storage instruction processing for instructing the timing for charging the electrical energy to the power storage processing, and image processing by the monitoring processing If it is determined that the thermal energy control process controls the thermal energy amount when the image forming operation is not performed, the thermoelectric conversion process and the thermoelectric conversion process convert the heat energy of the heat generation process into electrical energy. A power storage process for charging the converted electric energy is executed by a computer.
また本発明に係る記録媒体は、上記に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体であることを特徴とする。 A recording medium according to the present invention is a computer-readable medium on which the program described above is recorded.
本発明により、画像形成装置が記録材やトナーを加熱するのに必要な熱を奪うことなく、省エネルギー効率の高い画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記録媒体を提供することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus, an image forming method, a program, and a recording medium with high energy saving efficiency without taking away heat necessary for the image forming apparatus to heat the recording material and the toner.
以下に、本発明に係わる実施形態について説明する。具体的には、画像形成装置で発生する熱を電気エネルギーとして再利用する為に、熱を回収するタイミングに際して、以下の特徴を有する。 Embodiments according to the present invention will be described below. Specifically, in order to reuse the heat generated in the image forming apparatus as electric energy, the following characteristics are provided at the timing of recovering the heat.
本発明は、画像形成装置が記録材やトナーを加熱するのに熱が必要となる状態以外の(印字状態から待機状態、また待機状態からスリープ状態に移行する)時に画像形成装置で発生する熱を回収することが可能である。 The present invention relates to heat generated in an image forming apparatus when the image forming apparatus does not require heat to heat a recording material or toner (from a printing state to a standby state or from a standby state to a sleep state). Can be recovered.
図1は、本発明の実施形態に係わる画像形成装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、本実施態に係わる画像形成装置の全体構成について説明する。 The overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の全体構成を左側面側から見た様子示す概要図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention as viewed from the left side.
本発明の実施の形態にかかる画像形成装置100は、給紙カセット101と、給紙ローラ102と、搬送路103と、中間転写ベルト104と、現像ユニット105(K、C、M、Y)と、感光体106(K、C、M、Y)と、熱電素子107と、テンションローラ108と、駆動ローラ109と、2次転写ローラ110と、定着器111と、ヒータ112と、制御部113と、電池114と、演算処理部115と、を備えて構成されている。
An
給紙カセット101は、印刷する前の用紙を積載する。給紙ローラ102は、給紙カセット101に積載された用紙を最も上にあるものから順に搬送路103へ給紙する。
The
一枚ずつ分離されて給紙された用紙は、中間転写ベルト104上の画像が転写されるタイミングに合わせて2次転写ローラ110に搬送される。
The sheets that are separated and fed one by one are conveyed to the
中間転写ベルト104は、駆動ローラ109と、テンションローラ108とに巻回されたベルトである。中間転写ベルト104は、駆動ローラ109によって駆動され、テンションローラ108によってたるみが防がれている。
The
図1における画像形成装置100は、中間転写ベルト104に沿って補色関係にある各色の現像ユニット(105K、105M、105C、105Y)が並べられた構成を備える、いわゆる、タンデムタイプといわれるものである。
The
Kはブラック、Mはマゼンタ、Cはシアン、Yはイエローを示し、各現像ユニット(105K、105M、105C、105Y)にはそれぞれの色のトナーによるトナー画像を担持可能な感光体(106K、106M、106C、106Y)を備えている。 K represents black, M represents magenta, C represents cyan, and Y represents yellow. Each developing unit (105K, 105M, 105C, 105Y) has a photoconductor (106K, 106M) capable of carrying a toner image of each color toner. 106C, 106Y).
図1において、中間転写ベルト104は反時計回りに回転し、回転方向の上流側から順に、複数の現像ユニット105K、105M、105C、105Yが配列されている。
In FIG. 1, the
これら複数の現像ユニット105K、105M、105C、105Yは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。
The plurality of developing
以下の説明では、全ての現像ユニット、または、全ての感光体に共通する内容の場合には現像ユニット105、または、感光体106と表す。 In the following description, the contents common to all the development units or all the photoconductors are represented as the development unit 105 or the photoconductor 106.
図1において、感光体106を含む現像ユニット105は、画像形成装置100において図示しない現像ユニット収容部に対して着脱可能に構成されている。
In FIG. 1, the developing unit 105 including the photoconductor 106 is configured to be detachable from a developing unit housing (not shown) in the
画像形成に際し、感光体106の外周面は、暗中にて一様に帯電される。その後、それぞれの色の画像に対応したレーザ光を照射して一様に帯電した感光体106の外周面を露光する。 When forming an image, the outer peripheral surface of the photoreceptor 106 is uniformly charged in the dark. Then, the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 106 is exposed by irradiating laser light corresponding to each color image.
これによって静電潜像が形成される。この静電潜像を可視像化することによって感光体106上にそれぞれの色のトナー画像が形成される。 Thereby, an electrostatic latent image is formed. By making this electrostatic latent image visible, a toner image of each color is formed on the photoreceptor 106.
このトナー画像は、感光体106と中間転写ベルト104とが接する位置(1次転写位置)で、図示しない1次転写ローラにより中間転写ベルト104上に転写される。
This toner image is transferred onto the
この転写により、中間転写ベルト104上にトナーによる画像が形成される。
By this transfer, an image of toner is formed on the
以上のように、現像ユニット105Kでブラックのトナー画像を転写された中間転写ベルト104は、カラー印刷要求がされた場合などは、つぎの現像ユニット105Mに搬送される。
As described above, the
現像ユニット105Mでは、現像ユニット105Kでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体106M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が中間転写ベルト104上に転写され、感光体106C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体106Y上に形成されたイエローのトナー画像とが転写されて、2次転写ローラ110の位置まで搬送され、中間転写ベルト104上のフルカラーの画像は、用紙に転写される。
In the developing
定着器111は、用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる。ヒータ112は、その熱源として使用される。
The
なお画像形成に際して、ブラックのみの印刷(モノクロ印刷)の場合は感光体106M、感光体106C、感光体106Yは、中間転写ベルト104から離間された位置に退避し、前述の画像形成プロセスをブラックの場合のみおこなう。
In the image formation, in the case of black-only printing (monochrome printing), the
図2は、ゼーベック効果を利用した熱電素子の原理について説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of a thermoelectric element using the Seebeck effect.
本実施形態に係わる熱電素子107について、図2を用いて詳細に説明する。
The
図2に示す熱電素子は、ゼーベック効果を利用した熱電素子である。接続部201を高温側に、電極202P、202Nを低温側として、両端に温度差を与えると、ゼーベック効果により図2に示すようにP型・N型半導体内において、電荷の移動が生じて、図の矢印方向に電流が流れる為、正・負の電極(202P・202N)間で接合された負荷抵抗203の両端に電力が発生する。
The thermoelectric element shown in FIG. 2 is a thermoelectric element utilizing the Seebeck effect. When the connecting
熱電素子107を構成するP型及びN型半導体の材料及び組み合わせとしては、現在多種多様な材料及び組み合わせが提案されている。
A wide variety of materials and combinations are currently proposed as materials and combinations of P-type and N-type semiconductors constituting the
本実施形態に適用可能なものは、熱電変換効果が得られるものであれば、特に材料及び組み合わせは限定されない。従って、公知の材料の組み合わせによる熱電素子が適用可能である。 As long as a thermoelectric conversion effect can be obtained, materials and combinations are not particularly limited as long as they can be applied to the present embodiment. Accordingly, a thermoelectric element using a combination of known materials can be applied.
また熱電変換装置として、図2の様な構成を持つ素子が一個だけでは得られる電力が小さい場合もあり、複数個の素子を組み合わせて使用しても良い。 In addition, as a thermoelectric conversion device, there may be a case where only one element having the configuration as shown in FIG. 2 has a small electric power, and a plurality of elements may be used in combination.
本実施形態に適用可能なものは、熱電変換効果がえられるものであれば、特に個数は限定されない。 The number applicable to the present embodiment is not particularly limited as long as the thermoelectric conversion effect can be obtained.
図3は、具体的な定着器における温度制御状態遷移について説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a temperature control state transition in a specific fixing device.
本実施形態に適応し得る定着器111における温度制御状態について、図3を用いて詳細に説明する。
A temperature control state in the
(S301 ウオームアップ状態)
以下の3つの何れかの制御を実施する状態である。画像形成装置100が電源ONされた時で、印刷要求を画像形成装置100が受けた場合に、用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為の温度まで定着器111の温度を上昇させる。所定の温度まで上昇した後、印刷状態S302に遷移する。
(S301 Warm-up state)
This is a state in which one of the following three controls is performed. When the
画像形成装置100が電源ONされた時、印刷要求を画像形成装置100が受けていない場合は、待機状態S304にて必要な温度まで定着器111の温度を上昇させる。所定の温度まで上昇した後、待機状態S304に遷移する。
When the
待機状態S304時に印刷要求を画像形成装置100が受けた場合は、用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為の温度まで定着器111の温度を上昇させる。所定の温度まで上昇した後、印刷状態S302に遷移する。
When the
(S032 印刷状態)
画像形成装置100が印刷要求を受けた際、全ての印刷が終了するまで用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為の温度を維持し続ける状態である。印刷終了後、待機前状態S303に遷移する。
(S032 printing status)
When the
(S303 待機前状態)
定着器111が印刷状態S302で必要とされる温度から待機状態S304で必要とされる温度に到達するまでの状態である。
(S303 state before standby)
This is a state from the temperature required in the printing state S302 until the fixing
(S304 待機状態)
画像形成装置100が印刷要求を受けた際、すぐさま用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為の温度まで上昇することが可能なように、所定の温度を維持し続ける状態である。画像形成装置が印刷要求を受ければウオームアップ状態S301に遷移し、一定時間印刷要求を受けなければスリープ前状態S305に遷移する。
(S304 standby state)
When the
(S305 スリープ前状態)
定着器111が待機状態S304で必要とされる温度からスリープ状態S306で必要とされる温度に到達するまでの状態である。
(S305 Pre-sleep state)
This is a state from when the fixing
(S306 スリープ状態)
省エネルギーの観点より、画像形成装置100が一定時間以上印刷要求を受けない場合に、定着器111の温度を雰囲気温度にまで落とす状態である。
(S306 Sleep state)
From the viewpoint of energy saving, when the
なお上記状態の制御は、全て演算処理部115で実施される。
Note that the control in the above state is all performed by the
(Q301 電気エネルギー変換対象熱量)
待機前状態S303及びスリープ前状態S305で発生する熱エネルギーである。画像形成装置100において、印刷を実施されるのに必要とされない熱エネルギーなので、電気エネルギーへの変換対象となる。
(Q301 Heat quantity subject to electrical energy conversion)
This is thermal energy generated in the pre-standby state S303 and the pre-sleep state S305. In the
図4は、具体的な熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御の構成について説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a control configuration for charging a battery with electrical energy generated by a specific thermoelectric element.
図5は、具体的な熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御の一例を示すフローチャートについて説明する図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a flowchart illustrating an example of control for charging a battery with electrical energy generated by a specific thermoelectric element.
本実施形態に適応し得る熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御について、図4の構成図及び図5のフローチャートを用いて詳細に説明する。 The control for charging the battery with the electric energy generated by the thermoelectric element applicable to the present embodiment will be described in detail with reference to the configuration diagram of FIG. 4 and the flowchart of FIG.
(処理S501)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示す待機前状態S303又はスリープ前状態S305であるかを判別する(ステップS501)。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305でない場合(ステップS501、NO)は、判断を繰り返す。また温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305である場合(ステップS501、YES)は処理S502へ進む。
(Processing S501)
The
(処理S502)
演算処理部115が充電スイッチS401をONにする。充電スイッチS401がONされることで、定着器111から発生した熱は熱伝素子107によって電気エネルギーに変換され、電池114に充電される。
(Processing S502)
The
(処理S503)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示す待機前状態S303又はスリープ前状態S305であるかを判別する(ステップS503)。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305でない場合(ステップS503、NO)は処理S502へ戻る。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305である場合(ステップS503、YES)は処理S504へ進む。
(Processing S503)
The
(処理S504)
演算処理部115が充電スイッチS401をOFFにする。電スイッチS401がOFFされることで、定着器111から発生した熱は熱伝素子107によって電気エネルギーに変換され、電池114に充電されず、定着器111で生成される熱は、用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為に使用される。
(Processing S504)
The
図6は、具体的な熱エネルギーを移動させ熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御の構成について説明する図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a control configuration for transferring specific heat energy and charging the battery with the electric energy generated by the thermoelectric element.
図7は、具体的な熱エネルギーを移動させ熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御の一例を示すフローチャートについて説明する図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a flowchart illustrating an example of control for transferring specific heat energy and charging the battery with the electric energy generated by the thermoelectric element.
本実施形態に適応し得る熱エネルギーを移動させ熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御について、図6の構成図及び図7のフローチャートを用いて詳細に説明する。
(処理S701)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示す待機前状態S303又はスリープ前状態S305であるかを判別する(ステップS701)。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305で無い場合(ステップS701、NO)は処理S701へ戻る。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305である場合(ステップS701、YES)は処理S702へ進む。
Control for transferring the thermal energy applicable to the present embodiment and charging the battery with the electric energy generated by the thermoelectric element will be described in detail with reference to the configuration diagram of FIG. 6 and the flowchart of FIG.
(Processing S701)
The
(処理S702)
演算処理部115がファンモータ601をONにする。ファンモータ601がONされることで、定着器111から発生した熱は熱伝素子107に送られる。これによって、熱伝素子107は熱を電気エネルギーに変換し、変換された電気エネルギーは電池114に充電される。
(Processing S702)
The
(処理S703)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示す待機前状態S303又はスリープ前状態S305であるかを判別する(ステップS703)。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305でない場合(ステップS703、NO)は処理S702へ戻る。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305である場合(ステップS703、YES)は処理S704へ進む。
(Processing S703)
The
(処理S704)
演算処理部115がファンモータ601をOFFにする。ファンモータ601がOFFされることで、定着器111から発生した熱は熱伝素子107に送られず、定着器111で生成される熱は用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為に使用される。
(Processing S704)
The
図8は、具体的な熱電素子を熱源近傍へ移動させ、熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御の構成について説明する図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a control configuration in which a specific thermoelectric element is moved to the vicinity of the heat source and the battery is charged with electric energy generated by the thermoelectric element.
図9は、具体的な熱電素子を熱源近傍へ移動させ、熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御の一例を示すフローチャートについて説明する図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a flowchart illustrating an example of control for moving a specific thermoelectric element to the vicinity of the heat source and charging the battery with electric energy generated by the thermoelectric element.
本実施形態に適応し得る熱電素子を熱源近傍へ移動させ、熱電素子によって発生した電気エネルギーを電池に充電させる制御について、図8の構成図及び図9のフローチャートを用いて詳細に説明する。 Control for moving the thermoelectric element applicable to the present embodiment to the vicinity of the heat source and charging the battery with the electric energy generated by the thermoelectric element will be described in detail with reference to the configuration diagram of FIG. 8 and the flowchart of FIG. 9.
(処理S901)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示す待機前状態S303又はスリープ前状態S305であるかを判別する(ステップS901)。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305でない場合(ステップS901、NO)は処理S901へ戻る。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305である場合(ステップS901、YES)は処理S902へ進む。
(Processing S901)
The
(処理S902)
演算処理部115が駆動源801をONにする。駆動源801がONされることで、熱伝素子107は定着器111の近傍へ移動する。これにより熱伝素子107は、定着器111から発生した熱を電気エネルギーに変換し、変換された電気エネルギーは電池114充電される。
(Processing S902)
The
(処理S903)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示す待機前状態S303又はスリープ前状態S305であるかを判別する(ステップS903)。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305でない場合(ステップS903、NO)は処理S902へ戻る。温度制御状態が待機前状態S303又はスリープ前状態S305である場合(ステップS903、YES)は処理S904へ進む。
(Processing S903)
The
(処理S904)
演算処理部115が駆動源801をOFFにする。駆動源801がOFFされることで、熱伝素子107は定着器111から遠い方へ移動する。これにより熱伝素子107は、定着器111から発生した熱を受けられず、定着器111で生成される熱は用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着させる為に使用される。
(Processing S904)
The
図10は、具体的な熱電素子による電気エネルギーを定着器に供給させる制御の構成について説明する図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of control for supplying electric energy from a specific thermoelectric element to the fixing device.
図11は、具体的な熱電素子による電気エネルギーを定着器に供給させる制御の一例を示すフローチャートについて説明する図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a flowchart showing an example of control for supplying electric energy to a fixing device by a specific thermoelectric element.
本実施形態に適応し得る熱電素子による電気エネルギーを定着器に供給させる制御について、図10の構成図及び図11のフローチャートを用いて詳細に説明する。 The control for supplying the fixing device with the electric energy by the thermoelectric element applicable to the present embodiment will be described in detail with reference to the configuration diagram of FIG. 10 and the flowchart of FIG.
(処理S1101)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示すウオームアップ状態S301であるかを判別する(ステップS1101)。温度制御状態がウオームアップ状態S301でない場合(ステップS1101、NO)は処理S1101へ戻る。温度制御状態がウオームアップ状態S301である場合(ステップS1101、YES)は処理S1102へ進む。
(Processing S1101)
The
(処理S1102)
演算処理部115が放電スイッチ1001をONにする。放電スイッチ1001がONされることで、電池114に充電された電気エネルギーは、定着器111に送られる。これにより定着器111は、商用電源から得られる電気エネルギーと電池114からの電気エネルギーの双方を使用することが可能となり、印刷状態S302及び待機状態S304で必要とされる温度にまで早急に上昇させることが出来る。
(Processing S1102)
The
(処理S1103)
演算処理部115において、定着器111の温度制御状態が図3に示すウオームアップ状態S301であるかを判別する(ステップS1103)。温度制御状態がウオームアップ状態S301でない場合(ステップS1103、NO)は処理S1102へ戻る。温度制御状態がウオームアップ状態S301である場合(ステップS1103、YES)は処理S1104へ進む。
(Processing S1103)
The
(処理S1104)
演算処理部115が放電スイッチ1001をOFFにする。放電スイッチ1001がOFFされることで、電池114に充電された電気エネルギーは、定着器111に送られない。
(Processing S1104)
The
上記の実施形態によれば、変換された電気エネルギーを充電可能な電気二重層コンデンサ等の補助電源の電力を用いることで、より急速に定着ヒータを加熱することが可能となる。 According to the above-described embodiment, it is possible to heat the fixing heater more rapidly by using the power of the auxiliary power source such as an electric double layer capacitor capable of charging the converted electric energy.
また上記の実施形態によれば、画像形成装置が記録材やトナーを加熱するのに熱が必要となる状態以外の(印字状態から待機状態、また待機状態からスリープ状態に移行する)時に画像形成装置で発生する熱を回収し、電気エネルギーとして再利用することが可能となる。 According to the above-described embodiment, image formation is performed when the image forming apparatus does not require heat to heat the recording material or toner (from the printing state to the standby state or from the standby state to the sleep state). Heat generated in the apparatus can be recovered and reused as electrical energy.
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment alone, and various modifications are made without departing from the gist of the present invention. Implementation is possible.
すなわち、上記した実施形態の画像形成装置は、プログラムの命令によりコンピュータで実行される処理、手段、機能によって動作する。当該プログラムは、コンピュータの各構成要素に指令を送り、先に述べたような所定の処理や機能を実行する。 In other words, the image forming apparatus according to the above-described embodiment operates by processing, means, and functions executed by a computer according to program instructions. The program sends a command to each component of the computer and executes predetermined processing and functions as described above.
このように、上記実施形態の画像形成装置における各処理や手段は、プログラムとコンピュータとが協働した具体的手段によって実現されるものである。 As described above, each process and means in the image forming apparatus of the above-described embodiment is realized by specific means in which the program and the computer cooperate.
そして、上記実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、すなわち記憶メディアを介して、画像処理装置や画像形成装置のコンピュータ(CPUやMPU)が記憶メディアに格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的は達成される。 Then, the computer (CPU or MPU) of the image processing apparatus or the image forming apparatus stores the storage medium via the computer-readable recording medium that records the program code of the software that realizes the functions of the above-described embodiments, that is, the storage medium. The object of the present invention can also be achieved by reading and executing the programmed program code.
また、プログラムは、記録メディアを介さず、通信回線を通じて直接にコンピュータにロードし実行することもでき、これによっても同様に本発明の目的は達成される。 Further, the program can be loaded and executed directly on a computer through a communication line without going through a recording medium, and the object of the present invention can be achieved similarly.
この場合、記憶メディアから読み出された又は通信回線を通じてロードし実行されたプログラムコード自体が前述の実施形態の機能を実現することになる。そして、そのプログラムコードを記憶した記憶メディアは本発明を構成する。 In this case, the program code itself read from the storage medium or loaded and executed through the communication line realizes the functions of the above-described embodiment. And the storage medium which memorize | stored the program code comprises this invention.
また、プログラムコードを供給するための記憶メディアとしては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、不揮発性のメモリカード、ROM、磁気テープ等を用いることができる。 Examples of the storage medium for supplying the program code include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a nonvolatile memory card, a ROM, and a magnetic tape. Can be used.
また本発明に係る画像形成装置の前記蓄電指示手段は、前記画像形成装置が待機前状態の時に充電の指示を行うことを特徴とする。 The power storage instructing unit of the image forming apparatus according to the present invention is characterized by instructing charging when the image forming apparatus is in a pre-standby state.
また本発明に係る画像形成装置の前記蓄電指示手段は、前記画像形成装置がスリープ前状態の時に充電の指示を行うことを特徴とする。 The power storage instructing unit of the image forming apparatus according to the present invention is characterized by instructing charging when the image forming apparatus is in a pre-sleep state.
また本発明に係る画像形成装置は、前記熱電変換手段と前記蓄電手段とを繋ぐ回路手段を有し、前記蓄電手段は前記回路手段のスイッチングにて充電を行うことを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a circuit unit that connects the thermoelectric conversion unit and the power storage unit, and the power storage unit performs charging by switching the circuit unit.
また本発明に係る画像形成装置は、ファンを使用して熱を送風する熱移動手段を有することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a heat transfer unit that blows heat using a fan.
また本発明に係る画像形成装置は、前記熱移動手段は、前記発熱手段近傍から前記熱エネルギーを前記熱電変換手段に供給することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the heat transfer means supplies the thermal energy from the vicinity of the heat generation means to the thermoelectric conversion means.
また本発明に係る画像形成装置は、金属部材を通じて前記熱エネルギーを前記熱電変換手段に供給するヒートシンク手段を有することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention further includes a heat sink means for supplying the thermal energy to the thermoelectric conversion means through a metal member.
また本発明に係る画像形成装置は、前記熱電変換手段を前記発熱手段近傍へ移動させる駆動手段を有することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention further includes a driving unit that moves the thermoelectric conversion unit to the vicinity of the heating unit.
また本発明に係る画像形成装置は、前記画像形成装置がウオームアップ状態の時に前記蓄電手段から前記発熱手段に放電する放電手段を有することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the image forming apparatus further includes a discharging unit that discharges the power storage unit to the heat generating unit when the image forming apparatus is in a warm-up state.
また本発明に係る画像形成装置は、前記蓄電手段と前記発熱手段とを繋ぐ回路手段を有し、前記放電手段は前記回路手段のスイッチングにて放電を行うことを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes circuit means for connecting the power storage means and the heat generating means, and the discharging means discharges by switching of the circuit means.
本発明によれば、画像形成装置、画像形成方法などの用途に適用できる。 The present invention can be applied to uses such as an image forming apparatus and an image forming method.
100 画像形成装置
101 給紙カセット
102 給紙ローラ
103 搬送路
104 中間転写ベルト
105 現像ユニット(K、C、M、Y)
106 感光体(K、C、M、Y)
107 熱電素子
108 テンションローラ
109 駆動ローラ
110 2次転写ローラ
111 定着器
112 ヒータ
113 制御部
114 電池
115 算処理部
201 接続部
202 電極(P:正/N:負)
203 負荷抵抗
S301 ウオームアップ状態
S032 印刷状態
S303 待機前状態
S304 待機状態
S305 スリープ前状態
S306 スリープ状態
Q301 電気エネルギー変換対象熱量
SW401 充電スイッチ
601 ファンモータ
801 駆動源
SW1001 放電スイッチ
DESCRIPTION OF
106 photoconductor (K, C, M, Y)
203 Load resistance S301 Warm-up state S032 Printing state S303 Pre-standby state S304 Standby state S305 Pre-sleep state S306 Sleep state Q301 Electric energy conversion target heat
Claims (13)
形成された画像を加熱定着するための発熱手段と、
前記発熱手段の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換手段と、
前記熱電変換手段により変換された前記電気エネルギーを充電する蓄電手段と、
前記蓄電手段に充電された前記電気エネルギーを放電する放電手段と、
前記発熱手段が発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御手段と、
前記画像形成手段の状態を監視する監視手段と、
前記蓄電手段に前記電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示手段と、
を有し、
前記監視手段により前記画像形成手段が画像形成動作をしていない時に前記熱エネルギー量制御手段が前記熱エネルギー量を制御していると判断された場合、前記熱電変換手段が前記熱エネルギーを前記電気エネルギーへ変換し、前記蓄電手段が前記電気エネルギーを充電することを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for forming an image on a recording medium;
Heating means for heat-fixing the formed image;
Thermoelectric conversion means for converting thermal energy of the heat generating means into electrical energy;
Power storage means for charging the electrical energy converted by the thermoelectric conversion means;
Discharging means for discharging the electrical energy charged in the power storage means;
Thermal energy control means for controlling the amount of heat energy generated by the heating means;
Monitoring means for monitoring the state of the image forming means;
Power storage instructing means for instructing the power storage means to charge the electrical energy;
Have
When it is determined by the monitoring means that the thermal energy amount control means is controlling the thermal energy amount when the image forming means is not performing an image forming operation, the thermoelectric conversion means converts the thermal energy into the electrical energy. An image forming apparatus, wherein the power storage unit converts the energy into energy and charges the electrical energy.
前記蓄電手段は前記回路手段のスイッチングにて充電を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Circuit means for connecting the thermoelectric conversion means and the power storage means;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the power storage unit is charged by switching of the circuit unit.
前記放電手段は前記回路手段のスイッチングにて放電を行うことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 Circuit means for connecting the power storage means and the heat generating means;
The image forming apparatus according to claim 9, wherein the discharging unit discharges by switching of the circuit unit.
形成された画像を加熱定着するための発熱工程と、
前記蓄電工程で充電された前記電気エネルギーを放電する放電工程と、
前記発熱工程で発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御工程と、
前記画像形成工程の状態を監視する監視工程と、
前記蓄電工程に前記電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示工程と、
前記監視工程により前記画像形成工程が画像形成動作をしていない時に前記熱エネルギー量制御工程が前記熱エネルギー量を制御していると判断された場合、前記発熱工程の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換工程と前記熱電変換工程により変換された前記電気エネルギーを充電する蓄電工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。 An image forming process for forming an image on a recording medium;
A heat generation step for heat-fixing the formed image;
A discharging step of discharging the electrical energy charged in the power storage step;
A heat energy amount control step for controlling the amount of heat energy generated in the heat generation step;
A monitoring step of monitoring the state of the image forming step;
A power storage instruction step for instructing the timing of charging the electrical energy to the power storage step;
When it is determined by the monitoring step that the thermal energy amount control step controls the thermal energy amount when the image forming step is not performing an image forming operation, the thermal energy of the heat generation step is converted into electrical energy. A thermoelectric conversion step to charge and a power storage step to charge the electrical energy converted by the thermoelectric conversion step;
An image forming method comprising:
形成された画像を加熱定着するための発熱処理と、
前記蓄電処理で充電された前記電気エネルギーを放電する放電処理と、
前記発熱処理で発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御処理と、
前記画像形成処理の状態を監視する監視処理と、
前記蓄電処理に前記電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示処理と、
前記監視処理により前記画像形成処理が画像形成動作をしていない時に前記熱エネルギー量制御処理が前記熱エネルギー量を制御していると判断された場合、前記発熱処理の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換処理と前記熱電変換処理により変換された前記電気エネルギーを充電する蓄電処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。 An image forming process for forming an image on a recording medium;
Exothermic treatment to heat-fix the formed image;
A discharge process for discharging the electrical energy charged in the power storage process;
Thermal energy amount control processing for controlling the amount of thermal energy generated by the heat generation processing;
A monitoring process for monitoring the state of the image forming process;
A power storage instruction process for instructing the timing of charging the electrical energy to the power storage process;
When it is determined by the monitoring process that the thermal energy amount control process controls the thermal energy amount when the image forming process is not performing an image forming operation, the thermal energy of the heat generation process is converted into electrical energy. A program for causing a computer to execute a thermoelectric conversion process to perform and a power storage process to charge the electric energy converted by the thermoelectric conversion process.
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