JP4977751B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ここで、ペルチェ素子とは、2種類の金属の接合部に電流を流すと一方の金属から他方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果(Peltier effect)を利用した板状の半導体素子であり、素子の低温側から高温側へ熱を移動させるヒートポンプとして利用される。
前記隔壁が、保冷用蓄熱部材を備え、保冷用蓄熱部材がペルチェ素子に対して現像装置側に設けられてもよい。
前記隔壁が、保温用蓄熱部材とを備え、保温用蓄熱部材がペルチェ素子に対して定着装置側に設けられてもよい。
前記保温用蓄熱部材が、融点が60℃以上100℃以下の結晶性材料を含むことが好ましい。
結晶性材料が、銅板またはアルミニウム板からなる容器に収容されてもよい。
前記容器が、容積可変構造であることが好ましい。
[画像形成装置]
図1はこの発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
画像形成装置100は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート(記録用紙,記録媒体)に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置100の上方にスキャナ等を備えてもよい。
画像形成装置100は、定着装置12が収容される定着装置収容部100Aと、現像装置2a,2b,2c,2d(以下、現像装置2という)が収容される現像装置収容部100Bとを含み、その間に隔壁30が設けられている。
図7は、図1における隔壁30の概略構成を示す正面図である。隔壁30は、ペルチェ素子33と、ペルチェ素子33の定着装置収容部100A側に設けられる保温用蓄熱部材31と、ペルチェ素子33の現像装置収容部100B側に設けられる保冷用蓄熱部材32からなるサンドイッチ構造の板状の部材で、定着装置12から現像装置2への熱伝導を遮断する。
なお、フレキシブルな構造を有する容器は、例えば、厚みが0.5mm〜1mmのアルミニウム板を用いて蛇腹構造とすることにより形成することができる。
ペルチェ素子33により、加熱される保温用蓄熱部材31の制御温度としては、内部に収容される結晶性材料(融点が60℃以上100℃以下)が融解している状態(すなわち結晶化エネルギーを蓄えている状態)になるように、結晶性材料の融点より高い温度に制御するのが好ましい。ただし、あまり高すぎるとエネルギーロスが大きくなるので、融点より1〜10℃程度高いことが好ましい。
保温用蓄熱部材31に収容される融点が60℃以上100℃以下の結晶性材料としては、公知の有機化合物や無機化合物が使用できる。
定着装置収容部100Aは、図1に示すように、定着装置12と、定着されたシートを排紙トレイ15上に排出する搬送ローラ25bと排紙ローラ25cを収容する。
現像装置収容部100Bは、図1に示すように表面に静電潜像が形成される感光体ドラム3a、3b、3c、3d(以下、感光体ドラム3という)と、感光体ドラム3の表面を帯電させる帯電器5a、5b、5c、5d(以下、帯電器5という)と、感光体ドラム3表面に静電潜像を形成する露光ユニット1と、感光体ドラム3の表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置2と、現像装置2にトナーを補給するトナー補給装置22a、22b、22c、22d(以下、トナー補給装置22という)と、感光体ドラム3の表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット8を収容している。なお、上記a〜dの符号は、aが黒画像形成用の部材、bがシアン画像形成用の部材、cがマゼンタ画像形成用の部材、dがイエロー画像形成用の部材であることを示したものである。
また、画像形成装置100には、給紙トレイ10、シート搬送路S、排紙トレイ15が備えられている。
感光体ドラム3は、軸線回りに回転駆動が可能となるよう図示しない駆動手段により支持され、図示しない導電性基体と、その表面に形成される感光層とから構成されている。
帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるもので、図1に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
現像装置2は、感光体ドラム3に形成された静電潜像をK,C,M,Yのいずれかのトナーにより顕像化する(現像する)ものである。現像装置2は、上部にトナー補給装置22からトナーを受入れるトナー搬送パイプ102(図4)を備えている。なお、詳細については後述する。
クリーナユニット4a,4b,4c,4d(以下、クリーナユニット4という)は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム3の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。
中間転写ローラ6は、中間転写ベルトユニット8の中間転写ベルトテンション機構における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ6には感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト7上に転写するための転写バイアスが印加されている。
感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7の裏側に接触している中間転写ローラ6によって行われる。中間転写ローラ6には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
中間転写ベルト7と感光体ドラム3との接触により中間転写ベルト7に付着したトナー、及び中間転写ベルト7から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト7上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット9によって除去され回収される。
給紙トレイ10は、画像形成に使用するシート(例えば記録用紙)を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット1の下側に設けられている。一方、画像形成装置100の上部に設けられている排紙トレイ15は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
トナー補給装置22は、図2に示すように、トナー収容容器121、トナー攪拌部材125、トナー排出部材122およびトナー排出口123を含む。トナー補給装置22は、現像槽111(図4)の上側に配され、未使用トナー(粉体状のトナー)を貯蔵している。トナー補給装置22内のトナーはトナー排出部材(排出スクリュー)122を回転させることによって、トナー排出口123からトナー搬送パイプ102を介して現像槽111(図4)へ供給されるようになっている。
トナー攪拌部材125は、図2に示すように、矢印Z方向に回転してトナーを攪拌し、トナー排出部材122の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げ部材125bは、その可撓性によって、トナー収容容器121の内壁に沿って摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材122側に供給する。そして、トナー排出部材122が回転することにより、供給されたトナーをトナー排出口123へと導くようになっている。
図4は現像装置の構成を示す断面図、図5は図4のA−A矢視断面図、図6は図4のB−B矢視断面図である。
現像装置2は、図4に示すように、現像槽111内に、感光体ドラム3と対向するように配置された現像ローラ114を有し、現像ローラ114によって感光体ドラム3の表面にトナーを供給して、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像を顕像化する(現像する)装置である。
また、現像ローラ114は、感光体ドラム3に対向し、感光体ドラム3に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ114で搬送される現像剤は最近接部分で感光体ドラム3と接触する。この接触領域が現像ニップ部Nであり、現像ニップ部Nでは、現像ローラ114に接続される図示しない電源から現像ローラ114に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ114表面の現像剤から感光体ドラム3表面の静電潜像へトナーが供給される。
第1搬送羽根112aは、第1A螺旋羽根112aaと、第1B螺旋羽根112abからなる2重螺旋構造の2重螺旋羽根である。
第2A螺旋羽根113aaと第2B螺旋羽根113abは、ともに同じ螺旋ピッチで形成されている。また、第2A螺旋羽根113aaと第2B螺旋羽根113abとの位相差は180度となっている。
そして、図1に示すように、トナー補給装置22に収容されているトナーは、トナー搬送パイプ102及びトナー補給口115aを介して現像槽111内に移送され、これにより現像槽111にトナーが補給されるようになっている。
トナー補給口115aは第1搬送路P内の領域であり且つ第2連通路bよりも矢印X方向側の位置に形成されている。つまり、第1搬送路Pにおいて、第2連通路bの下流側にトナーが補給されることになる。
具体的には、第1搬送路Pにおいて、現像剤は、第1攪拌搬送部材112によって攪拌されながら矢印X方向へ搬送され、第1連通路aに到達する。第1連通路aに到達した現像剤は、第1連通路aを通過して第2搬送路Qへ搬送される。
つまり、第1攪拌搬送部材112と第2攪拌搬送部材113とは、互いに逆方向に現像剤を攪拌しながら搬送する。
このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口115aから第1搬送路Pへ補給される。補給されたトナーは第1搬送路Pにおいて従前より存在する現像剤と混合攪拌される。
図1に示すように、画像形成装置100には、給紙トレイ10のシート及び手差しトレイ20のシートを転写部や定着装置12を経由させて排紙トレイ15に案内するためのシート搬送路Sが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ71と転写ローラ11との間に位置する。
さらに、シート搬送路Sには、ピックアップローラ16a,16b、レジストローラ14、転写部、定着装置12、搬送ローラ25a〜25f等が配置されている。
次に、シート搬送路Sによるシート搬送動作について説明する。
図8は、前述の隔壁30(図7)の変形例としての隔壁230を示す断面図である。隔壁230は、6個のペルチェ素子233と、ペルチェ素子233の定着装置収容部100A側に設けられる保温用蓄熱部材231と、ペルチェ素子233の現像装置収容部100B側に設けられる保冷用蓄熱部材232からなるサンドイッチ構造の板状の部材で、6個のペルチェ素子233に対して交互に7個の断熱材234が配列されている。断熱材234の作用により、ペルチェ素子233への通電停止後において、定着装置12から現像装置2への熱伝導の遮断効果を高めることができる。
ペルチェ素子233により、加熱される保温用蓄熱部材231の制御温度としては、内部に収容される結晶性材料(融点が60℃以上100℃以下)が融解している状態(すなわち結晶化エネルギーを蓄えている状態)になるように、結晶性材料の融点より高い温度に制御するのが好ましい。ただし、あまり高すぎるとエネルギーロスが大きくなるので、融点より1〜10℃程度高いことが好ましい。
2 現像装置
3 感光体ドラム
5 帯電器
8 中間転写ベルトユニット
12 定着装置
22 トナー補給装置
30 隔壁
31、231 保温用蓄熱部材
32、232 保冷用蓄熱部材
33、233 ペルチェ素子
234 断熱材
100 画像形成装置
111 現像槽
112 第1攪拌搬送部材
113 第2攪拌搬送部材
D 現像剤
P 第1搬送路
Q 第2搬送路
Claims (8)
- 定着装置と、現像装置と、定着装置と現像装置との間に設けられた隔壁とを備え、
前記隔壁が、現像装置側に設けられた保冷用蓄熱材と、定着装置側に設けられた保温用蓄熱部材と、前記保冷用および保温用蓄熱部材間に介在して現像装置側から定着装置側へ熱を移動させるペルチェ素子と、前記保冷用および保温用蓄熱部材間に介在して前記ペルチェ素子の非駆動時に定着装置側から現像装置側への熱伝導を阻止する断熱部材と、前記保冷用および保温用蓄熱部材の温度をそれぞれ検出する第1および第2温度センサとを備え、第1および第2温度センサの検出温度に基づいてペルチェ素子が制御されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記保冷用蓄熱部材は、常温以上の低融点を有する第1材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 第1材料は35℃以上45℃以下の融点を有する請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記保温用蓄熱部材は、100℃以下で第1材料より高い融点を有する第2材料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。
- 第2材料は60℃以上100℃以下の融点を有する請求項4に記載の画像形成装置。
- 第1材料が、銅板、またはアルミニウム板からなる容積可変構造の容器に収容されていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 第2材料が、銅板、またはアルミニウム板からなる容積可変構造の容器に収容されていることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- ペルチェ素子は、保温用蓄熱部材を加熱し、保冷用蓄熱部材を冷却するように制御される請求項1に記載の画像形成装置。
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