(57)【要約】【課題】圧電素子を用いて、より大きな電気エネルギーを得る。【解決手段】回転部材４２の回転に伴い、各殴打羽根４２ａの外側先端が圧電素子４３を順次繰り返して殴打して行く。各殴打羽根４２ａの外側先端が圧電素子４３を順次繰り返して殴打して行くと、この殴打の度に、圧電素子４３に大きな圧力が加わって、圧電素子４３により大きな発電電力が生成され、この発電電力が蓄電装置４４に加えられる。蓄電装置４４は、圧電素子４３の発電電力を入力して、この発電電力を二次電池等に一旦蓄積し、この発電電力を画像形成装置１０の動作電力の一部として供給出力する。【選択図】図３
2010271588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を備える画像形成装置であって、
前記圧電素子を殴打もしくは押圧する圧力付与手段を備え、前記圧力付与手段により殴打もしくは押圧された前記圧電素子の発電電力を利用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記圧力付与手段は、画像形成装置における用紙搬送用のローラもしくは該ローラの動力伝達系の軸に設けられた回転体であり、この回転体が回転されて、この回転体により前記圧電素子が繰り返し殴打されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記圧力付与手段が操作キーであり、この操作キーの下側に前記圧電素子が配置され、この操作キーに対する押圧力が該圧電素子に作用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する手段を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものがある。ここでは、記録用紙搬送用の各ローラを回転駆動する排紙用モータや原稿の読取り走査系を駆動する光学モータが回転するときに振動を生じることから、この振動に共振する機構により圧電素子を支持して、この圧電素子により共振周波数の振動エネルギーを電気エネルギーに変換し、この変換を高効率で行い、電気エネルギーを２次電池に充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２１４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排紙用モータや光学モータの回転に伴う振動エネルギーは小さく、この振動エネルギーを効率的に変換したとしても、大きな電気エネルギーを得ることができなかった。本来、排紙用モータや光学モータに大きな振動が発生することは好ましくなく、このためにそれらの既存の振動エネルギーを高効率で変換しても、大きな電気エネルギーを得ることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、圧電素子を用いて、より大きな電気エネルギーを得ることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を備える画像形成装置であって、前記圧電素子を殴打もしくは押圧する圧力付与手段を備え、前記圧力付与手段により殴打もしくは押圧された前記圧電素子の発電電力を利用している。
【０００７】
また、前記圧力付与手段は、画像形成装置における用紙搬送用のローラもしくは該ローラの動力伝達系の軸に設けられた回転体であり、この回転体が回転されて、この回転体により前記圧電素子が繰り返し殴打される。
【０００８】
あるいは、前記圧力付与手段が操作キーであり、この操作キーの下側に前記圧電素子が配置され、この操作キーに対する押圧力が該圧電素子に作用する。
【発明の効果】
【０００９】
このような本発明の画像形成装置では、圧電素子を殴打もしくは押圧する圧力付与手段を設け、この圧力付与手段により殴打もしくは押圧された圧電素子の発電電力を利用している。この殴打もしくは押圧により大きな力が圧電素子に加えられるため、圧電素子により大きな発電電力が生成される。すなわち、大きな電気エネルギーを得ることができる。
【００１０】
例えば、画像形成装置における用紙搬送用のローラもしくは該ローラの動力伝達系の軸に回転体を設け、この回転体により圧電素子を繰り返し殴打するようにすると、圧電素子により大きな発電電力が生成される。
【００１１】
あるいは、操作キーの下側に圧電素子を配置し、この操作キーに対する押圧力を圧電素子に作用させると、圧電素子により大きな発電電力が生成される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態を適用した画像形成装置における搬送ローラ近傍を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態を適用した画像形成装置における搬送ローラ近傍を示す側面図である。
【図４】図３の構成の変形例を示す側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を適用した画像形成装置における操作パネルを示す平面図である。
【図６】（ａ）は図５のＡ−Ａに沿う断面図であり、（ｂ）は従来の操作パネルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置１０は、画像読取装置やパーソナルコンピュータ等の外部機器に接続され、この外部機器からの画像データを入力して、この画像データによって示される画像を記録用紙に印刷出力するものである。
【００１５】
この画像形成装置１０においては、プロセス部１１でトナー像を記録用紙上に形成し、定着装置１２で記録用紙上のトナー像を定着する。プロセス部１１では、感光体ドラム２１が中心に配置され、この周囲に感光体ドラム２１表面を均一に帯電させる帯電器２２、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光走査して静電潜像を書き込む光走査部２３、感光体ドラム２１表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置２４、感光体ドラム２１表面のトナー像を記録用紙に転写する転写ローラ２５、感光体ドラム２１表面の残留トナーを除去するクリーニング装置２６、及び感光体ドラム２１表面の残留電荷を除去する除電器２７等が配置されている。記録用紙は、感光体ドラム２１と転写ローラ２５間のニップ域に挟み込まれて、感光体ドラム２１表面のトナー像を転写され、定着装置１２へと搬送されて行く。
【００１６】
定着装置１２では、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２を相互に圧接して、各ローラ３１、３２間にニップ域を形成し、プロセス部１１から搬送されて来た記録用紙を受け取って、この記録用紙を各ローラ３１、３２間のニップ域に挟み込んで、各ローラ３１、３２により記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着する。加熱ローラ３１は、ヒータを内蔵し、このヒータの発熱により加熱される。加熱ローラ３１だけではなく、加圧ローラ３２にもヒータを内蔵させることがある。あるいは、外部のヒータ等により各ローラ３１、３２を加熱することもある。
【００１７】
また、画像形成装置１０には、記録用紙を給紙トレイ３３から引き出し、この記録用紙をプロセス部１１及び定着装置１２を介して排紙トレイ３４へと搬送する用紙搬送経路Ｓが設けられている。この用紙搬送経路Ｓに沿って、用紙ピックアップローラ３５、用紙レジストローラ３６、及び搬送ローラ３７等が配置されている。
【００１８】
用紙ピックアップローラ３５は、給紙トレイ３３の端部に設けられ、記録用紙を１枚ずつ給紙トレイ３３から引き出して用紙搬送経路Ｓへと送り出す呼び込みローラである。用紙レジストローラ３６は、給紙トレイ３３から搬送されて来た記録用紙の先端を揃えてから、記録用紙を感光体ドラム２１と転写ローラ２５間のニップ域へと搬送する。このとき、感光体ドラム２１と転写ローラ２５間のニップ域で該感光体ドラム２１表面のトナー像が記録用紙に転写されるように感光体ドラム２１等の回転にあわせて記録用紙をタイミングよく搬送する。
【００１９】
この記録用紙は、定着装置１２の各ローラ３１、３２間のニップ域へと搬送されて、このニップ域で加熱及び加圧され、そのトナー像を定着されてから、排紙トレイ３４へと排出される。
【００２０】
また、画像形成装置１０の本体の上部手前には、操作パネル５１が配置されている。この操作パネル５１は、液晶表示装置、液晶表示装置の画面に重ねられた透明なタッチパネル、及び各種の操作キー等を備えており、画像形成装置１０の操作ガイダンス等を液晶表示装置の画面に表示したり、操作キーの操作に応じて画像形成装置１０への指示を入力する。
【００２１】
ところで、近年は、ＯＡ機器もしくは電子機器の省電力化が重要な課題になっている。このため、本実施形態においては、用紙搬送経路Ｓに沿って各種のローラが配置されていることに着眼し、このローラの回転を利用して、圧電素子を殴打し、この殴打により生成された圧電素子の発電電力を利用している。
【００２２】
図２及び図３は、そのようなローラの回転を利用して、圧電素子を殴打するための構成を示す斜視図及び側面図である。ここでは、継続的に長時間回転駆動される搬送ローラ３７を利用している。
【００２３】
図２及び図３において、搬送ローラ３７の軸３７ａの両端が画像形成装置１０の本体フレーム（図示せず）により回転自在に軸支され、この軸３７ａの一端に駆動ギア４１及び回転部材４２が並設され固定されている。また、回転部材４２の下側には圧電素子４３が固定配置され、この圧電素子４３が蓄電装置４４に接続されている。圧電素子４３は、例えばセラミックを積層した圧電セラミック素子である。
【００２４】
搬送ローラ３７の軸３７ａの駆動ギア４１とモータ４５の出力軸のギア４６間には、動力伝達ユニットの各ギア４７が介在しており、モータ４５の出力軸の回転がギア４６、動力伝達ユニットの各ギア４７、及び駆動ギア４１を介して搬送ローラ３７に伝達され、搬送ローラ３７が回転する。そして、この搬送ローラ３７の軸３７ａに固定された回転部材４２も回転する。
【００２５】
この回転部材４２は、搬送ローラ３７の軸３７ａの中心から放射状に延びる複数の殴打羽根４２ａを有している。各殴打羽根４２ａの長さ、つまり軸３７ａの中心から各殴打羽根４２ａの外側先端までの長さは相互に等しく設定され、かつ各殴打羽根４２ａの長さが軸３７ａの中心から圧電素子４３までの距離よりも僅かに長くされている。このため、回転部材４２の回転に伴い、各殴打羽根４２ａの外側先端が圧電素子４３を順次繰り返して殴打して行く。
【００２６】
この圧電素子４３に対する殴打羽根４２ａの外側先端の殴打により圧電素子４３が破壊されないように、殴打羽根４２ａの長さを適宜に設定するか、殴打羽根４２ａに弾性を持たせるか、圧電素子４３を弾性的に支持するのが好ましい。
【００２７】
各殴打羽根４２ａの外側先端が圧電素子４３を順次繰り返して殴打して行くと、この殴打の度に、圧電素子４３に大きな圧力が加わって、圧電素子４３により大きな発電電力が生成され、この発電電力が蓄電装置４４に加えられる。
【００２８】
具体的には、各殴打羽根４２ａが８個であるから、回転部材４２が１回転すると、圧電素子４３が８回殴打され、この殴打の度に、圧電素子４３の発電電力が蓄電装置４４に加えられる。
【００２９】
蓄電装置４４は、圧電素子４３の発電電力を入力して、この発電電力を二次電池等に一旦蓄積し、この発電電力を画像形成装置１０の動作電力の一部として供給出力する。
【００３０】
このように本実施形態では、搬送ローラ３７の軸３７ａに回転部材４２を固定し、搬送ローラ３７と共に回転部材４２を回転させて、回転部材４２の各殴打羽根４２ａの外側先端により圧電素子４３を順次繰り返し殴打しているので、圧電素子４３により大きな発電電力を生成出力することができる。
【００３１】
図４は、圧電素子を殴打するための構成の変形例を示す側面図である。この変形例では、回転部材４２の各殴打羽根４２ａと同数の圧電素子４３を搬送ローラ３７の軸３７ａと同心状に配列している。各圧電素子４３のいずれも、図２及び図３の圧電素子４３と同様に、回転部材４２の各殴打羽根４２ａの外側先端により順次繰り返して殴打されるように配置されている。
【００３２】
このような変形例においては、回転部材４２が一回転すると、各圧電素子４３がそれぞれの殴打羽根４２ａにより複数回殴打されて、殴打の度に、各圧電素子４３により大きな発電電力が生成される。各圧電素子４３は、蓄電装置４４に接続されており、これらの圧電素子４３の発電電力が蓄電装置４４に加えられる。
【００３３】
具体的には、各殴打羽根４２ａ及び各圧電素子４３のいずれも８個であるから、回転部材４２が１回転すると、８個の圧電素子４３のいずれもが８回殴打され、この殴打の度に、８個の圧電素子４３の発電電力が蓄電装置４４に加えられる。
【００３４】
従って、この変形例では、図２及び図３の構成と比較すると、８倍の発電電力を得ることができる。
【００３５】
尚、回転部材４２の殴打羽根４２ａ及び圧電素子４３の個数を増大するほど、発電電力も増大する。また、殴打羽根４２ａ及び圧電素子４３を少なくとも１個ずつ設ければ、回転部材４２の回転に伴い、殴打羽根４２ａの外側先端により圧電素子４３を殴打して、圧電素子４３の発電電力を得ることができる。更に、殴打羽根４２ａの形状やサイズ、材質等を適宜に変更してもよい。あるいは、ローラの軸ではなく、ローラの軸に回転駆動力を伝達するギアの軸に回転部材４２を設け、この回転部材４２の殴打羽根４２ａにより圧電素子４３を殴打するようにしても構わない。
【００３６】
図５は、本発明の第２実施形態を適用した画像形成装置１０の操作パネル５１を示す平面図である。また、図６（ａ）は、図５のＡ−Ａに沿う断面図であり、図６（ｂ）は、（ａ）との比較のための従来の操作パネルを概略的に示す断面図である。
【００３７】
本実施形態においては、操作パネル５１に多くの操作キーが設けられていることに着眼し、利用者による操作キーの押圧操作を利用して、圧電素子を押圧し、この押圧により生成された圧電素子の発電電力を利用している。
【００３８】
図５に示すように操作パネル５１では、その中央に液晶タッチパネル５２が配置され、この液晶タッチパネル５２の周囲に各種の操作キー５３が配置されている。
【００３９】
液晶タッチパネル５２は、矩形状の液晶表示装置の表示画面に同矩形状の透明なタッチパネルを重ね合わせたものである。液晶表示装置の画面には各種のイラスト、メッセージ、表示ボタン等が表示され、画面上の表示ボタンに対する入力指示がタッチパネルにより検出される。
【００４０】
各操作キー５３は、液晶タッチパネル５２の画面に表示された表示ボタンと共に操作される。これらの操作キー５３及び液晶タッチパネル５２画面上の表示ボタンが操作されて、記録用紙のサイズ、印字枚数、印字倍率、記録用紙の後処理等の印字条件の入力設定が行われる。
【００４１】
図６（ａ）に示すように各操作キー５３は、操作パネル５１のパネルボード５４に形成されたそれぞれの開口部５４ａに挿入されて位置決めされている。各操作キー５３の下方には、それぞれの接点スイッチ５５が配置され、これらの接点スイッチ５５が基板５６上に固定されている。そして、各操作キー５３と各接点スイッチ５５間にそれぞれの圧電素子５７が配置されている。圧電素子５７は、例えばセラミックを積層した圧電セラミック素子である。
【００４２】
各操作キー５３のいずれについても、操作キー５３が押下されると、この操作キー５３に対する押圧力が圧電素子５７を介して接点スイッチ５５に加わり、接点スイッチ５５がオンとなって、この操作キー５３の操作による入力がなされる。同時に、圧電素子５７は、操作キー５３と接点スイッチ５５間に挟まれて押圧され、大きな発電電力を生成する。各圧電素子５７は、蓄電装置５８に接続されており、これらの圧電素子５７の発電電力が蓄電装置５８に加えられる。
【００４３】
蓄電装置５８は、各圧電素子５７の発電電力を入力して、これらの発電電力を二次電池等に一旦蓄積し、この発電電力を画像形成装置１０の動作電力の一部として供給出力する。
【００４４】
図６（ｂ）に示すように従来の操作パネルでは、各操作キー５３の下方にそれぞれの接点スイッチ５５を配置した構成である。従って、本実施形態の操作パネル５１は、各操作キー５３と各接点スイッチ５５間にそれぞれの圧電素子５７を挟み込むだけで実現することができる。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
【符号の説明】
【００４６】
１０  画像形成装置
１１  プロセス部
１２  定着装置
２１  感光体ドラム
２２  帯電器
２３  光走査部
２４  現像装置
２５  転写ローラ
２６  クリーニング装置
２７  除電器
３１  加熱ローラ
３２  加圧ローラ
３３  給紙トレイ
３４  排紙トレイ
３５  用紙ピックアップローラ
３６  用紙レジストローラ
３７  搬送ローラ
４１  駆動ギア
４２  回転部材
４３、５７  圧電素子
４４、５８  蓄電装置
４５  モータ
４６、４７  ギア
５１  操作パネル
５２  液晶タッチパネル
５３  操作キー
５４  パネルボード
５５  接点スイッチ
５６  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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