JP2013033133A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機その他の画像形成装置に関し、特に、トナーを記録シートに加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a copier or other image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus including a fixing device that heats and fixes toner onto a recording sheet.
定着装置関連技術において、従来、種々の改善、改良がなされてきたが、本件は、改善、改良点として、以下に記す2点を対象としている。
第1の点は、結露の問題である。すなわち、記録シートに静電転写されたトナー像を、当該記録シートに定着する際は、記録シートが高温(例えば、180℃)で加熱されるため、記録シートに含まれている水分が蒸発する。蒸発により発生する比較的高温の蒸気は、画像形成装置内部の特に板金部材表面で結露する。このため、当該板金部材で錆が発生したり、板金部材に付着した水滴が原因で、未使用の記録シートが濡れてしまったりするといった問題が発生する。
Conventionally, various improvements and improvements have been made in the fixing device-related technology, but this case targets the following two points as improvements and improvements.
The first point is the problem of condensation. That is, when the toner image electrostatically transferred to the recording sheet is fixed to the recording sheet, the recording sheet is heated at a high temperature (for example, 180 ° C.), so that moisture contained in the recording sheet evaporates. . The relatively high-temperature steam generated by evaporation is condensed particularly on the surface of the sheet metal member inside the image forming apparatus. For this reason, there arises a problem that rust is generated in the sheet metal member or an unused recording sheet gets wet due to water droplets attached to the sheet metal member.
第2の点は、ウォームアップ時間の短縮である。画像形成装置の電源がオンされてから、あるいは、待機モードから復帰指示がなされてから、画像形成が可能となるまでに要する時間(ウォームアップ時間)は、定着装置における加熱ローラーが定着に必要な温度にまで昇温する時間で決まる。よって、上記時間短縮のため、いかにすばやく加熱ローラーを昇温させるかが課題となる。 The second point is to shorten the warm-up time. The time required from the time when the image forming apparatus is turned on or after the return instruction is issued from the standby mode until the image can be formed (warm-up time), the heating roller in the fixing device is necessary for fixing. It is determined by the time to raise the temperature. Therefore, how to quickly raise the temperature of the heating roller in order to shorten the time is a problem.
第1の点に関しては、特許文献1に開示された画像形成装置において以下の構成により解決が図られている。当該画像形成装置は、冷却面に冷却フィンが取り付けられたペルチェ素子を有している。ペルチェ素子に通電することにより、冷却フィンを冷却し、当該冷却フィンで結露を生じさせることにより、装置内の除湿を図っている。
第2の点に関しては、特許文献2に開示された定着装置を用いることにより改善され得る。特許文献2には、円筒状をした加熱ローラーの中空部に設けられたヒーターランプ等の熱源の他に、加熱ローラーの外周面に対向させ、補助加熱手段として補助加熱ランプを設けた構成の定着装置が開示されている。よって、加熱ローラーを昇温させる際には、中空部のヒーターランプに加え、前記補助加熱ランプによって加熱ローラーを加熱することにより、画像形成が可能となるまでの時間短縮を図ることが可能となる。
The first point is solved by the following configuration in the image forming apparatus disclosed in
The second point can be improved by using the fixing device disclosed in
しかしながら、上記従来の技術によれば、第1および第2の点の両方を改善、改良することができるものの、それぞれの改善、改良点に対し専用の構成を設ける必要があるため、設置スペース等の関係上、画像形成装置全体の大型化を招来してしまう。
本発明は、上記した課題に鑑み、可能な限り画像形成装置の大型化を招来することなく、上記第1および第2の点の改善、改良を図ることを目的とする。
However, according to the above conventional technique, although both the first and second points can be improved and improved, it is necessary to provide a dedicated configuration for each improvement and improvement point. Therefore, the overall size of the image forming apparatus is increased.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to improve and improve the first and second points without causing an increase in the size of the image forming apparatus as much as possible.
上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、加熱定着部材の表面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップにトナー像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置を備えた画像形成装置において、通電されることにより降温する冷却面と昇温する加熱面とを有し、前記加熱定着部材の表面に前記加熱面を向けた状態で、通紙幅方向に沿って配された複数の熱電変換素子と、前記熱電変換素子の冷却作用により結露して生じた水を回収する回収手段と、前記複数の熱電変換素子に給電する給電手段と、前記給電手段による前記給電のタイミングを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記加熱定着部材のウォームアップ中、および前記定着装置による定着動作中に、前記給電手段に前記給電をさせることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention forms a fixing nip by pressing a pressing member on the surface of a heat fixing member, and passes a recording sheet carrying a toner image in the fixing nip. In the image forming apparatus including the fixing device for fixing, a cooling surface that lowers the temperature when energized and a heating surface that increases the temperature, with the heating surface facing the surface of the heating fixing member, A plurality of thermoelectric conversion elements arranged along the paper passing width direction, a recovery means for recovering water generated by condensation due to a cooling action of the thermoelectric conversion elements, a power supply means for supplying power to the plurality of thermoelectric conversion elements, Control means for controlling the timing of the power supply by the power supply means, and the control means supplies power to the power supply means during warm-up of the heat fixing member and during fixing operation by the fixing device. Characterized in that to.
また、前記複数の熱電変換素子の冷却面に密着させて冷却用ヒートシンクを設け、前記冷却面を介して当該冷却用ヒートシンクを冷却することにより、その表面に前記結露を生じさせる構成としたことを特徴とする。この場合に、前記冷却用ヒートシンクの結露面に、保水膜を形成しても構わない。
また、前記冷却用ヒートシンクは、前記熱電変換素子の前記加熱面および加熱面側端部分のみが露出するように、当該複数の熱電変換素子を囲繞する箱体からなり、前記回収手段は、前記箱体の下方に設けられた水受けボックスと、前記箱体の外側面に取着され、結露により当該外側面に付着した水滴を前記ボックス内へ導く導水部材と、を含むことを特徴とする。この場合に、前記水受けボックスは、画像形成装置の筐体に対し、着脱自在に設けることとしても構わない。
Also, a cooling heat sink is provided in close contact with the cooling surfaces of the plurality of thermoelectric conversion elements, and the cooling heat sink is cooled via the cooling surface, thereby causing the condensation on the surface. Features. In this case, a water retention film may be formed on the dew condensation surface of the cooling heat sink.
The cooling heat sink comprises a box surrounding the plurality of thermoelectric conversion elements so that only the heating surface and the heating surface side end portion of the thermoelectric conversion element are exposed, and the recovery means includes the box A water receiving box provided below the body, and a water guide member that is attached to the outer surface of the box and guides water droplets attached to the outer surface due to condensation into the box. In this case, the water receiving box may be provided detachably with respect to the housing of the image forming apparatus.
また、前記通紙幅方向において、前記熱電変換素子の各々に対応する位置に設けられた複数の湿度センサーを有し、前記複数の熱電変換素子は、前記定着ニップの上方に設けられており、前記給電手段は、前記熱電変換素子の各々に個別に給電し、前記制御手段は、さらに、前記湿度センサーにより検出された湿度を参照し、高い湿度を検出した湿度センサーに対応する熱電変換素子ほど、給電量を多くすることを特徴とする。 A plurality of humidity sensors provided at positions corresponding to each of the thermoelectric conversion elements in the sheet passing width direction, and the plurality of thermoelectric conversion elements are provided above the fixing nip; The power supply means individually supplies power to each of the thermoelectric conversion elements, and the control means further refers to the humidity detected by the humidity sensor, and the thermoelectric conversion element corresponding to the humidity sensor that has detected high humidity, The power supply amount is increased.
上記の構成からなる画像形成装置によれば、加熱定着部材のウォームアップ中には、加熱面が加熱定着部材の表面に向けた状態で設けられた熱電変換素子の当該加熱面からの熱によって、当該加熱定着部材の表面が加熱されるため、ウォームアップ時間の短縮を図ることができる。また、定着装置による定着動作中には、熱電変換素子の冷却作用により結露して生じた水が回収されるため、画像形成装置内を除湿することができる。しかも、ウォームアップ時間の短縮と画像形成装置内の除湿の両方を熱電変換素子で実現できるため、従来と比較して、可能な限り画像形成装置の大型化を防止することができる。 According to the image forming apparatus having the above configuration, during the warm-up of the heat fixing member, the heat from the heating surface of the thermoelectric conversion element provided in a state where the heating surface faces the surface of the heat fixing member, Since the surface of the heat fixing member is heated, the warm-up time can be shortened. Further, during the fixing operation by the fixing device, water generated by condensation due to the cooling action of the thermoelectric conversion element is collected, so that the inside of the image forming apparatus can be dehumidified. In addition, since both the shortening of the warm-up time and the dehumidification in the image forming apparatus can be realized by the thermoelectric conversion element, the enlargement of the image forming apparatus can be prevented as much as possible as compared with the conventional case.
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について複写機を例にとり、図面を参照しながら説明する。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係るデジタル式の複写機(以下、単に「複写機」と言う。)2全体の概略構成を示す図である。
Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described by taking a copying machine as an example with reference to the drawings.
<
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an entire digital copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) 2 according to the first embodiment.
複写機2は、電子写真方式で画像を形成する装置であり、図1に示すように、大きくわけて、原稿画像を読み取るイメージリーダー部4と読み取った画像を記録シート上にプリントして再現するプリンター部6とから構成される。
イメージリーダー部4は自動原稿搬送装置8を有しており、自動原稿搬送装置8の原稿トレイ10にセットされた原稿は1枚ずつ原稿ガラス台12上の読取位置まで搬送される。原稿ガラス台12の読取位置まで搬送された原稿はイメージセンサー14によって読み取られ、画像データが生成される。生成された画像データは、後述する画像メモリ118(図5(a))に格納される。
The
The
画像メモリ118内の画像データは、後述するメイン制御部110のCPU112によって読み出され、プリンター部6に備えられたレーザー制御部16に入力される。レーザー制御部16は当該画像データに基づいてレーザーダイオード駆動信号を生成し、不図示のレーザーダイオードを発光させる。前記レーザーダイオードが射出したレーザー光Lは、矢印の向きに回転する感光体ドラム18表面(感光面)を露光走査する。
Image data in the
感光体ドラム18の周囲には、クリーニング装置20、帯電装置22、現像装置24および転写装置26が配されている。感光体ドラム18は、上記露光走査を受ける前に、クリーニング装置20で表面の残留トナーが除去された後、帯電装置22によって一様に帯電される。一様に帯電された感光面が露光されると、静電潜像が形成され、当該静電潜像は現像装置24によってトナー像として顕像化される。
Around the
一方、第1〜第3給紙カセット28,30,32および手差トレイ34のいずれかからは、所望種類、所望サイズの記録シートが給紙され、給紙された記録シートは、転写装置26に臨む転写位置へと搬送され、転写装置26の作用により感光体ドラム18上のトナー像が記録シートへと転写される。
トナー像が転写された記録シートは、搬送ベルト36によって定着装置38へと搬送される。定着装置38は、加熱定着部材である円筒状をした加熱ローラー40と押圧部材である加圧ローラー42とを有する。加熱ローラー40の中空部には、熱源であるヒーターランプ44が内蔵されている。加圧ローラー42は、金属製の芯金外周面にシリコーンゴム、フッ素樹脂からなる弾性層が形成されてなるものである。加圧ローラー42は、不図示の圧接機構により、加熱ローラー40に圧接されている。当該圧接により、両ローラー40,42間に定着ニップが形成される。未定着のトナー像を担持した記録シートは、当該定着ニップを通紙されて、当該記録シートにトナー像が定着される。
On the other hand, a recording sheet of a desired type and a desired size is fed from any of the first to third
The recording sheet to which the toner image has been transferred is conveyed to the
加熱ローラー40の表面温度は、トナー像を定着するとき(定着装置38の定着動作中)は、たとえば約180℃に維持されている。
また、複写機2は、画像形成(複写)が一定時間なされない場合には、加熱ローラー40の表面温度を140〜150℃に維持する待機モード(省エネモード)を有している。
トナー像の定着がなされた記録シートは、排出ローラー46によって、排出トレイ48に排出される。
The surface temperature of the
Further, the copying
The recording sheet on which the toner image has been fixed is discharged to a
定着装置38には、周辺装置が設けられているのであるが、これについては後述する。
また、複写機2は、その上面の操作しやすい位置に、操作パネル50を備えている。操作パネル50は、コピー枚数を設定するためのテンキー、コピー枚数を「1」にリセットするためのクリアキー、コピー動作(原稿の読み込み動作およびプリント動作)を開始させるためのスタートキー(いずれも不図示)などを備えている。
The fixing
In addition, the copying
複写機2には、また、その側面に複写機2の電源をオン・オフするためのスイッチ52が設けられている。さらに、複写機2は、後述するペルチェ素子64A〜64Eに給電する給電手段である2次電池130を有している。2次電池130については、後述する。
定着装置38の周辺装置について、図2、図3、および図4を参照しながら説明する。
図2は、加熱ローラー40、加圧ローラー42の長手方向と直交する方向から、加熱ローラー40、加圧ローラー42、およびその周辺を見た図であり、図3は、加熱ローラー40、加圧ローラー42の長手方向から、加熱ローラー40、加圧ローラー42、およびその周辺を見た図である。図3において、後述するダクト54および枠体60は切断して描いている。
The
A peripheral device of the fixing
FIG. 2 is a view of the
加熱ローラー40の上方には、加熱ローラー40と平行して角筒形のダクト54が設置されている。ダクト54は、熱伝導性に優れた材料、例えばアルミニウムからなる。ダクト54は、その両端部が複写機2のハウジング56に取り付けられていて、当該両端部の開口部がハウジング56(複写機2)の外部に開口されている。
ダクト54の一方の開口部近傍には、吹き出し用のファン58が設けられている。ファン58の運転中は、他方の開口部からハウジング56(複写機2)外部の空気(外気)がダクト54内に導入され、導入された空気は、ファン58が設置された側の開口部からそのまま排出される。ダクト54を設けた目的については後述する。
Above the
A blowing
図4(a)に、ダクト54およびダクト54に取り付けられる部材の斜視図を示す。ダクト54の下部外面54Aには、長方形状をした枠体60が接合されている。枠体60とダクト54の下部の一部分とで、下方に開口部を有する長方形の箱体62が構成される。枠体60も熱伝導性に優れた材料、例えばアルミニウムからなる。箱体62は、後述するように空気中の水分を結露させる冷却用ヒートシンクとして機能する。
FIG. 4A is a perspective view of the
箱体62には、熱電変換素子であるペルチェ素子64A,64B,64C,64D,64Eが複数個(本例では、5個)収納されている。本例では、いずれのペルチェ素子64A〜64Eも同じものを用いているので、区別する必要のない場合は、アルファベットの添え字「A〜E」を除いて説明する。
ペルチェ素子64の斜視図を図4(b)に示す。ペルチェ素子64は、全体的に偏平な直方体形状をしており、不図示のリード線から通電すると一方の主面66が降温して冷却面66となり他方の主面68が昇温して加熱面68となる。また、両主面66,68に温度差を生じさせるとゼーベック効果により(リード線間に)起電力が生じる。ペルチェ素子64は、モジュール化された公知のものを用いることができる。
A plurality of
A perspective view of the
ペルチェ素子64A〜64Eは、いずれも、その冷却面66をダクト54の下部外面54Aに密着させて取り付けられている。この場合に、冷却面66と下部外面54Aの間にサーマルグリスなどを介在させて、空気が入らないように密着させることが好ましい。そして、枠体60は、ペルチェ素子64A〜64Eの加熱面68および加熱面68側端部部分のみが露出するように、5個のペルチェ素子64A〜64Eの側面を囲繞している(図2、図3)。換言すると、箱体62は、ペルチェ素子64A〜64Eの加熱面68および加熱面68側端部部分のみが露出するように、ペルチェ素子64A〜64Eを囲繞している。なお、本例では、5個のペルチェ素子64A〜64Eは、不図示の配線により、電気的に直列に接続されている。ここで、ペルチェ素子64〜64Eの直列接続体をペルチェ素子ユニット128(図5(b))と称することとする。
Each of the
図2、図3に戻り、箱体62(枠体60)の一側面60Aには、円形断面をした細長い線材が略「L」字状に屈曲されてなる導水部材70が取り付けられている。導水部材70は、例えば、ステンレスなどの金属あるいは合成樹脂からなる。導水部材70は、第1直線部70Aが側面60Aに密着して接合されている。第1直線部70Aは、図2に示すように、水平方向から右下がりに傾斜をつけて設けられている。そして、第2直線部70Bは、鉛直下方に向いている。
2 and 3, a
箱体62(枠体60)の反対側の側面60Bにも、導水部材70と同様の導水部材72が同様の態様で取り付けられている。
また、側面60A、60Bの導水部材70、72よりも上側の領域(結露面)には、保水膜74(図3では、不図示)で覆われている。保水膜74は、例えば、吸水性ポリマーを用いることができる。なお、保水膜74の厚みは、導水部材70,72の半径の大きさと比較して、十分に薄いものである。
A
Further, regions (condensation surfaces) above the
箱体62の下方には、水受けボックス76が設けられている。水受けボックス76は、直方体状をしていて、その上方が開放された箱体である。水受けボックス76の長手方向の側面には、当該長手方向に延びる溝76Aが形成されている。溝76Aには、複写機2の筐体(不図示)に取り付けられたガイドバー78が嵌っていて、水受けボックス76は、ガイドバー78によって、水平方向にスライド自在に保持されている。水受けボックス76の長手方向の一端面には、取っ手80が取り付けらており、当該取っ手80を引くことにより、水受けボックス76を、ガイドバー78から離脱させて、前記筐体から取り外すことができる。
A
また、この逆に、溝76Aにガイドバー78を嵌めて水受けボックス76を押し込むことにより、水受けボックス76を前記筐体に取り付けることができる。すなわち、水受けボックス76は、複写機2の筐体(不図示)に対し、着脱自在に設けられている。
図5(a)はメイン制御部110の概略を示す図である。
本図に示すように、メイン制御部110は、CPU112を中心にして、CPU112にROM114、RAM116、および画像メモリ118が接続された構成をしている。また、CPU112は、前記したイメージリーダー部4、プリンター部6、および操作パネル50の各々のCPUと接続されている。
Conversely, the
FIG. 5A is a diagram illustrating an outline of the
As shown in the figure, the
ROM114は、上記各CPUが実行する制御プログラム等を格納している。
RAM116は、操作パネル50を介して設定される、コピー枚数、やコピー条件を記憶する。
画像メモリ118は、前記したように、イメージリーダー部4から出力される画像データを一旦記憶する。
The
The
As described above, the
CPU112は、操作パネル50、イメージリーダー部4、およびプリンター部6を統括的に制御して、円滑なコピー動作を実現する。
図5(b)は、プリンター部6の有する制御部120の構成の一部を示す図である。制御部120は、メイン制御部110のCPU112(図5(a))に接続されたCPU122を有する。
The
FIG. 5B is a diagram illustrating a part of the configuration of the
制御部120は、第1DC/DCコンバーター124と第2DC/DCコンバーター126とを有する。
第1DC/DCコンバーター124は、2次電池130から出力される直流電圧を所定の電圧に変換してペルチェ素子ユニット128へ出力する。
第2DC/DCコンバーター126は、ペルチェ素子ユニット128から出力される直流電圧を所定の電圧に変換して2次電池130に出力する。
The
The first DC /
The second DC /
第1DC/DCコンバーター124は、CPU122から出力されるON/OFF信号によってON状態またはOFF状態に切り替わる。すなわち、CPU122は、2次電池130による給電のタイミングを制御する制御手段として機能する。
また、第2DC/DCコンバーター126も、CPU122から出力されるON/OFF信号によってON状態またはOFF状態に切り替わる。
The first DC /
The second DC /
制御部120は、また、ファン駆動部132を有し、ファン58のON/OFF制御を行う。
次に、CPU122が実行する第1DC/DCコンバーター124、第2DC/DCコンバーター126、およびファン58のON/OFF制御プログラムについて、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、当該フローチャートでは、第1DC/DCコンバーター124を「DC/DC1」、第2DC/DCコンバーター126を「DC/DC2」と表記する。
The
Next, the ON / OFF control program for the first DC /
複写機2のスイッチ52(図1)がONされると(ステップS1でYES)、第1DC/DCコンバーター124をオンする(ステップS2)。第1DC/DCコンバーター124がオンされると、2次電池130からペルチェ素子ユニット128(図5)への通電が開始される。これにより、ペルチェ素子ユニット128を構成するペルチェ素子64A〜64E各々の加熱面68が発熱し(本例では、約100[℃])、加熱ローラー40の昇温の補助となる。これにより、加熱ローラー40のウォームアップ時間の短縮が図られる。
When switch 52 (FIG. 1) of copying
電源ON(ステップS1でYES)後間もなく、前記スタートキーが押下され(ステップS3でYES)、画像形成が開始されると、当該画像形成が終了するまで(ステップS4でYES)、第1DC/DCコンバーター124がオンされ続ける。
定着装置38による定着動作中において、前記定着ニップの通過中に、加熱された記録シートから蒸気が発生するが、以下のようにして当該蒸気が回収される。すなわち、定着ニップで約180[℃]で加熱される記録シートから発生する比較的高温の蒸気は、定着ニップの上方へ上昇する。定着ニップ上方に設けられた箱体62は、その底面がペルチェ素子64A〜64Eの冷却面66を介してその全体が冷却される(冷却面66の温度は、例えば、約20[℃]である)。そして、上昇してきた蒸気が、箱体62の外側面(枠体60の外周面)に接触して結露し、当該外側面に水滴となって付着する。当該水滴は、一旦、保水膜74によって保持されるが、結露による水滴の量が多くなって、保持しきれなくなった水は、下方へと移動する。そして、導水部材70の第1直線部70Aと枠体60の外周面との間にできる溝(図2において斜め右下がりに傾斜)を伝って右斜め下方に移動した後、第2直線部70Bの表面を伝って鉛直下方へ移動し、やがて第2直線部70Bの下部先端から離脱し、水受けボックス76内へと滴下して回収されることとなる。これにより、記録シートから生じる水分の除湿が可能となる。
Soon after the power is turned on (YES in step S1), the start key is pressed (YES in step S3), and when image formation is started, the first DC / DC until the image formation is completed (YES in step S4).
During the fixing operation by the fixing
なお、定着ニップ部から上昇した蒸気の内、前記外側面近傍を一旦通過し、定着装置38内部を対流する蒸気も、当該外側面に到達した場合には、結露され得る。
画像形成動作が終了すると(ステップS4でYES)、待機モードに突入するため、CPU122は、第1DC/DCコンバーター124をオフし(ステップS6)、第2DC/DCコンバーター126をオンする(ステップS7)と共に、ファン58の運転を開始する(ステップS8)。また、CPU122は、電源ON(ステップS1)の後、所定の時間、画像形成の指示がなされないため、待機モードに突入した場合(ステップS5でYES)にも、ステップS6,S7,S8を実行する。
Of the steam rising from the fixing nip, the steam that once passes through the vicinity of the outer surface and convects inside the fixing
When the image forming operation is completed (YES in step S4), the
これにより、ペルチェ素子ユニット128への給電が停止されると共に(ステップS6)、ペルチェ素子ユニット128が2次電池130と電気的に接続される(ステップS7)。また、ダクト54内を外気が流通することとなる(ステップS8)。
待機モード中の加熱ローラー40の表面は、上記したように140〜150℃に維持される。そこで、加熱ローラー40によってペルチェ素子64A〜64Eの加熱面68を加熱して、ペルチェ素子64A〜64Eに発電させ、当該発電による電気を2次電池130に蓄えることとした。
Thereby, power supply to the
The surface of the
この場合に、ダクト54に外気を流通させて、ペルチェ素子64A〜64Eの冷却面66を冷却することにより、加熱面68と冷却面66との間の温度差を増大させ、もって、発電量を増大させることとした。ペルチェ素子64の加熱面68と冷却面66とは近接しているため、冷却面66を積極的に冷却しない場合は、加熱ローラー40による熱によって、ペルチェ素子64が全体的に昇温されて、加熱面68と冷却面66との間に発電に足るだけの十分な温度差が得られない。そこで、定着装置38内部と比較して十分低温な外気により、ペルチェ素子64の冷却面66を冷却することとしたのである。なお、ダクト54に外気を流通させるためファン58の運転に必要な電力は、ペルチェ素子ユニット128から得られる電力よりも小さいため、電力収支上問題にはならない。
In this case, the outside air is circulated through the
ファン58を運転するための電力は、2次電池130から得てもいいし、外部商用電源から得ても構わない。
待機モード中に、スタートキーが押下され(ステップS9でYES)、画像形成が開始されると、当該一連の画像形成が終了するまで(ステップS13でYES)の間、第2DC/DCコンバーター126をオフし(ステップS10)、第1DC/DCコンバーター124をオンする(ステップS11)と共に、ファン58を停止させる(ステップS12)。これにより、上述したのと同様、待機モードから復帰指示された(ステップS9でYES)後におけるウォームアップ時間の短縮が図られると共に、装置内における結露を可能な限り防止することができる。なお、加熱ローラー40の定着動作中の温度は約180[℃]であり、ペルチェ素子64の加熱面の温度はこれより低い100[℃]であるが、加熱ローラ40の周囲温度を高くすることにより、加熱ローラ40のウォームアップ時間の短縮に寄与するのである。
The electric power for operating the
When the start key is pressed during the standby mode (YES in step S9) and image formation is started, the second DC /
画像形成が終了すると(ステップS13でYES)、ステップS6、S7、S8を実行し、上述したように、ペルチェ素子ユニット128による発電と2次電池130による蓄電を行う。
そして、複写機2のスイッチ52(図1)がOFFされると(ステップS14でYES)、第2DC/DCコンバーター126をオフ(ステップS15)と共に、ファン58の運転を停止して(ステップS16)、当該プログラムを終了する。
<実施の形態2>
実施の形態1では、ペルチェ素子64A,64B,64C,64D,64Eを電気的に直列接続し、全てのペルチェ素子64A〜64Eに一律に給電したが、実施の形態2では、各ペルチェ素子64A〜64Eへの給電量を個別に制御することとしている。
When image formation is completed (YES in step S13), steps S6, S7, and S8 are executed, and as described above, power generation by the
When the switch 52 (FIG. 1) of the copying
<
In the first embodiment, the
図7は、実施の形態2に係る複写機において、加熱ローラー40および加圧ローラー42の長手方向(軸心方向)と直交する方向から加熱ローラー40、加圧ローラー42およびその周辺を見た図であり、図2と同様に描いたものである。なお、図7において、実施の形態1と同様の構成部分には、実施の形態1と同じ符号を付して、その説明は省略し、以下異なる部分を中心に説明する。
FIG. 7 is a diagram of the
実施の形態2に係る複写機は、図7に示すように、通紙幅方向(加熱ローラー40の軸心方向)において、ペルチェ素子64A,64B,64C,64D,64Eの各々に対応する位置に湿度センサー90A,90B,90C,90D,90Eを設けている。湿度センサー90A〜90Eの上下方向の位置は、定着ニップよりも上方でできるだけ定着ニップに近いのが好ましい。本例では、ダクト54の外側面の下端部に取り付けられている。
As shown in FIG. 7, the copying machine according to the second embodiment has humidity at positions corresponding to each of the
湿度センサー90A〜90Eによって、定着ニップを通過する記録シートから発生し、上昇する蒸気によって変動する湿度を計測することができる。
例えば、通紙方向の幅が広い普通紙が定着ニップを通過するときは、湿度センサー90A〜90Eの各々が略同程度の湿度を検出すると考えられる。
一方、幅の狭い普通紙が定着ニップを通過するときは、中央の湿度センサー90Cの方が、両端の湿度センサー90A、90Eよりも高い湿度を検出すると考えられる。
The
For example, when plain paper having a wide width in the paper passing direction passes through the fixing nip, it is considered that each of the
On the other hand, when narrow plain paper passes through the fixing nip, the central humidity sensor 90C is considered to detect higher humidity than the
また、OHP用のプラスチックフィルムが定着ニップを通過する場合は、蒸気がほとんど発生しないため、通過前後で湿度センサー90A〜90Eが検出する湿度にほとんど変化がないと考えられる。この場合には、除湿の必要性はほとんど無いと考えられる。
そこで、本実施の形態では、湿度センサー90A〜90Eの各々が検出する湿度の大きさに応じて、対応するペルチェ素子90A〜90Eへの給電量を変更するようにしている。すなわち、高い湿度を検出した湿度センサーに対応するペルチェ素子ほど、給電量を多くし、低い湿度を検出した湿度センサーに対応するペルチェ素子ほど給電量を少なくして、無駄な電力を消費しないようにしている。
In addition, when the OHP plastic film passes through the fixing nip, almost no steam is generated, and it is considered that there is almost no change in the humidity detected by the
Therefore, in the present embodiment, the amount of power supplied to the
このため、本実施の形態では、図8に示すように、制御部1200は、ペルチェ素子64A〜64E毎に第1DC/DCコンバーター124A〜124Eと第2DC/DCコンバーター126A〜126Eとを備える構成とした。また、CPU122は、第1DC/DCコンバーター124A〜124Eの各々に対し、出力電圧可変信号を出力し、2次電池130から出力され、ペルチェ素子90A〜90Eに印加される電圧の大きさ(すなわち、給電量)を変更できるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
そして、CPU122は、定着動作中は、前記出力可変信号により、湿度センサー90A〜90Eによる検出結果を参照し、高い湿度を検出した湿度センサーに対応するペルチェ素子ほど給電量を多くすることとしている。
なお、上記以外におけるDC/DCコンバーターなどのON/OFF制御などは、実施の形態1の場合と同様なので、その説明については省略する。
Then, during the fixing operation, the
Since the ON / OFF control of the DC / DC converter etc. other than the above is the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted.
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)ペルチェ素子への給電は、2次電池によらなくても構わない。商用交流電源をAC/DCコンバーターで直流に変換して給電しても構わない。
この場合に、ペルチェ素子による発電を利用しない場合(2次電池を設けない場合)は、ダクト54は不要である。
(2)保水膜74は必ずしも設ける必要はない。箱体62の外側面に結露により付着した水滴を、そのまま、当該外側面を伝わせて下方へ導き、上述したのと同様に、導水部材70によって、水受けボックス76まで導いて構わない。
(4)上記実施の形態では、ペルチェ素子を5個用いたが、ペルチェ素子の個数は、当該ペルチェ素子の大きさや定着装置の大きさに合わせて適宜変更し得る(すなわち、ペルチェ素子の個数は任意である。)。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on embodiment, this invention is not restricted to an above-described form, Of course, it can also be set as the following forms, for example.
(1) The power supply to the Peltier element may not be based on the secondary battery. Commercial AC power may be converted into direct current by an AC / DC converter and supplied.
In this case, when the power generation by the Peltier element is not used (when the secondary battery is not provided), the
(2) The
(4) In the above embodiment, five Peltier elements are used, but the number of Peltier elements can be appropriately changed according to the size of the Peltier element and the size of the fixing device (that is, the number of Peltier elements is Is optional.)
また、上記実施の形態では、複数のペルチェ素子を通紙幅方向(加熱ローラの軸心方向)に沿って1列に配列したが、1列に限らず2列以上でも構わない。この場合に、複数のペルチェ素子を千鳥配置することとしても構わない。
また、上記実施の形態では、隣接するペルチェ素子の間隔を詰めて配置したが、一定の間隙を設けても構わない。
(5)上記実施の形態では、複写機を例に説明したが、本発明は、複写機に限らず電子写真方式で画像を形成する他の画像形成装置、例えば、ファクシミリ、プリンター、あるいは複写機、ファクシミリおよびプリンターの機能を有する複合機にも適用できることは言うまでも無い。
In the above-described embodiment, the plurality of Peltier elements are arranged in one row along the paper width direction (axial direction of the heating roller). However, the number of Peltier elements is not limited to one, and may be two or more. In this case, a plurality of Peltier elements may be arranged in a staggered manner.
In the above embodiment, the intervals between adjacent Peltier elements are arranged close to each other, but a certain gap may be provided.
(5) In the above embodiment, the copying machine has been described as an example. However, the present invention is not limited to the copying machine, and other image forming apparatuses that form an image by an electrophotographic method, such as a facsimile, a printer, or a copying machine. Needless to say, the present invention can also be applied to a multifunction machine having functions of a facsimile and a printer.
本発明に係る画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター、あるいは複写機、ファクシミリおよびプリンターの機能を有する複合機に好適に利用可能である。 The image forming apparatus according to the present invention can be suitably used for, for example, a copying machine, a facsimile machine, a printer, or a multifunction machine having functions of a copying machine, a facsimile machine, and a printer.
2 複写機
38 定着装置
40 加熱ローラー
42 加圧ローラー
66 冷却面
68 加熱面
64A,64B,64C,64D,64E ペルチェ素子
62 箱体
70 導水部材
76 水受けボックス
122 CPU
124 第1DC/DCコンバーター
130 2次電池
2
124 1st DC /
Claims (6)
通電されることにより降温する冷却面と昇温する加熱面とを有し、前記加熱定着部材の表面に前記加熱面を向けた状態で、通紙幅方向に沿って配された複数の熱電変換素子と、
前記熱電変換素子の冷却作用により結露して生じた水を回収する回収手段と、
前記複数の熱電変換素子に給電する給電手段と、
前記給電手段による前記給電のタイミングを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記加熱定着部材のウォームアップ中、および前記定着装置による定着動作中に、前記給電手段に前記給電をさせることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus provided with a fixing device that forms a fixing nip by pressing a pressing member on the surface of a heat fixing member, and passes a recording sheet carrying a toner image in the fixing nip to fix it.
A plurality of thermoelectric conversion elements that have a cooling surface that cools when energized and a heating surface that heats up, and are arranged along the sheet passing width direction with the heating surface facing the surface of the heat fixing member When,
Recovery means for recovering water produced by condensation due to the cooling action of the thermoelectric conversion element;
Power supply means for supplying power to the plurality of thermoelectric conversion elements;
Control means for controlling the timing of the power feeding by the power feeding means;
Have
The image forming apparatus, wherein the control unit causes the power supply unit to supply the power during warming up of the heat fixing member and during a fixing operation by the fixing device.
前記回収手段は、
前記箱体の下方に設けられた水受けボックスと、
前記箱体の外側面に取着され、結露により当該外側面に付着した水滴を前記ボックス内へ導く導水部材と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The cooling heat sink is composed of a box surrounding the plurality of thermoelectric conversion elements so that only the heating surface and the heating surface side end portion of the thermoelectric conversion element are exposed,
The recovery means includes
A water receiving box provided below the box;
A water guiding member that is attached to the outer surface of the box and guides water droplets attached to the outer surface due to condensation into the box;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising:
前記複数の熱電変換素子は、前記定着ニップの上方に設けられており、
前記給電手段は、前記熱電変換素子の各々に個別に給電し、
前記制御手段は、さらに、前記湿度センサーにより検出された湿度を参照し、高い湿度を検出した湿度センサーに対応する熱電変換素子ほど、給電量を多くすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A plurality of humidity sensors provided at positions corresponding to each of the thermoelectric conversion elements in the sheet passing width direction;
The plurality of thermoelectric conversion elements are provided above the fixing nip,
The power supply means individually supplies power to each of the thermoelectric conversion elements,
2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit further refers to the humidity detected by the humidity sensor, and increases the amount of power supplied to a thermoelectric conversion element corresponding to the humidity sensor that has detected high humidity. Image forming apparatus.
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