JP4472542B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、燃料電池から供給される電力を電源として駆動する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that is driven using power supplied from a fuel cell as a power source.
従来、染料インクなどを使用して普通紙などの記録媒体に印刷を行う画像形成装置では、記録媒体に到達したインクが乾く前に紙の繊維などに染込み、にじみや裏写りなどが発生する問題点がある。 Conventionally, in an image forming apparatus that prints on a recording medium such as plain paper using dye ink or the like, ink that reaches the recording medium soaks into the fiber of the paper before it dries, causing bleeding or show-through. There is a problem.
特許文献1には、内部に設けたヒータによりあらかじめ記録媒体を過熱しておき、インクが記録媒体に到達した時点からのインクの乾燥スピードを速めることで、にじみや裏写りなどが発生する問題点を解決するインクジェット記録装置が提案されている。特許文献2には、インクヘッドで像を作る前にプレ定着ローラで記録媒体に熱を加えることによりインクの乾燥を速める方式や、インクヘッドの対向位置に設けたヒータにより記録媒体を暖めながらインクを吐出させて像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が提案されている。 In Patent Document 1, there is a problem that bleeding or show-through occurs by heating the recording medium in advance with a heater provided therein and increasing the drying speed of the ink from the time when the ink reaches the recording medium. An ink jet recording apparatus that solves this problem has been proposed. Patent Document 2 discloses a method in which drying of an ink is accelerated by applying heat to a recording medium with a pre-fixing roller before an image is formed with an ink head, or an ink while a recording medium is heated with a heater provided at a position opposite to the ink head. An ink jet type image forming apparatus for forming an image by ejecting a liquid has been proposed.
特許文献1や特許文献2では、記録媒体やインクヘッドの加熱のためにのみ、ヒータ、ヒータ制御回路、ヒータドライブ回路、ヒータ温度センサ、加熱暴走に対する安全対策などが必要とされ、部品点数が増大し、インクジェットプリンタ自身の価格が増加するとともに、加熱のために多くの電力を消費する。 In Patent Document 1 and Patent Document 2, heaters, heater control circuits, heater drive circuits, heater temperature sensors, safety measures against thermal runaway, etc. are required only for heating the recording medium and ink head, and the number of parts increases. However, as the price of the ink jet printer increases, it consumes a lot of power for heating.
一方、近年、温暖化ガスの削減に代表される環境問題への配慮の観点からクリーンエネルギー源として燃料電池の開発が急速に進められている。燃料電池は、モジュール内で空気とメタノールやエタノールなどの燃料とを化学反応させることにより電力を供給するため、電力の供給に付随して化学変化熱が発生する。化学変化熱は、循環ポンプの動力でモジュールを通過しながら循環する燃料やモジュールを加熱する。また、燃料電池は、燃料と空気との化学反応により高温水を発生させる。 On the other hand, in recent years, development of fuel cells as a clean energy source has been rapidly advanced from the viewpoint of consideration of environmental problems represented by reduction of greenhouse gases. Since the fuel cell supplies electric power by chemically reacting air and a fuel such as methanol or ethanol in the module, chemical change heat is generated along with the supply of electric power. The chemical change heat heats the circulating fuel and module while passing through the module with the power of the circulation pump. In addition, the fuel cell generates high-temperature water by a chemical reaction between fuel and air.
本発明は、燃料電池から発生する熱を適切に放熱して画像形成に与える影響を抑制するとともに、画像形成装置全体の電力消費を抑えて燃料を有効に利用し、少ない部品及び少ない消費電力で記録媒体に到達したインクによるにじみや裏写りを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention suppresses the influence on the image formation by appropriately dissipating the heat generated from the fuel cell, and also effectively uses the fuel by suppressing the power consumption of the entire image forming apparatus, with less components and less power consumption. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that prevents bleeding and show-through due to ink reaching a recording medium.
この発明の第1の画像形成装置は、発電に使用する燃料の供給量を調整する燃料ポンプを備えた燃料電池から供給される電力により駆動されて記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、燃料電池の廃熱が供給されて画像形成前の記録媒体を加熱するFC廃熱加熱部材と、FC廃熱加熱部材の温度に応じて燃料ポンプによる燃料の供給量を可変して前記FC廃熱加熱部材の温度を調節する温度調節手段とを備えたことを特徴とする。 A first image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that is driven by electric power supplied from a fuel cell having a fuel pump for adjusting a supply amount of fuel used for power generation and forms an image on a recording medium. An FC waste heat heating member that heats the recording medium before image formation by supplying waste heat from the fuel cell, and the fuel supply amount by the fuel pump is varied according to the temperature of the FC waste heat heating member. And a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the waste heat heating member.
この発明の第2の画像形成装置は、第1の画像形成装置において、画像を形成する位置まで記録媒体を搬送する搬送ベルトを備え、FC廃熱加熱部材は、記録媒体との間に搬送ベルトを挟んで配置されているとよい。 According to a second image forming apparatus of the present invention, the first image forming apparatus includes a conveying belt that conveys the recording medium to a position where an image is formed, and the FC waste heat heating member is disposed between the conveying medium and the recording medium. It is good to arrange them with
この発明の第3の画像形成装置は、第1の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材は、画像を形成する位置まで記録媒体を搬送する搬送経路のローラを構成しているとよい。この発明の第4の画像形成装置は、第1の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材は、画像を形成する位置まで記録媒体を搬送する搬送経路のガイド板を構成しているとよい。この発明の第5の画像形成装置は、第1の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材は、給紙前の記録媒体を収容する給紙部において記録媒体を加熱するとよい。 According to a third image forming apparatus of the present invention, in the first image forming apparatus, the FC waste heat heating member may constitute a roller of a conveyance path for conveying the recording medium to a position where an image is formed. According to a fourth image forming apparatus of the present invention, in the first image forming apparatus, the FC waste heat heating member may constitute a guide plate of a conveyance path for conveying the recording medium to a position where an image is formed. According to a fifth image forming apparatus of the present invention, in the first image forming apparatus, the FC waste heat heating member may heat the recording medium in a sheet feeding unit that accommodates the recording medium before feeding.
この発明の第6の画像形成装置は、第1から第5のいずれかの画像形成装置において、
FC廃熱加熱部材は、燃料電池内における物質の輸送経路の一部から熱を伝達され、輸送経路は、輸送方向上流側から下流側に向けて徐々に重力方向に下がるように配置されているとよい。
According to a sixth image forming apparatus of the present invention, in any one of the first to fifth image forming apparatuses,
The FC waste heat heating member receives heat from a part of the transportation route of the substance in the fuel cell, and the transportation route is arranged so as to gradually fall in the direction of gravity from the upstream side to the downstream side in the transportation direction. Good.
この発明の第7の画像形成装置は、第1から第6のいずれかの画像形成装置において、画像を形成する位置で記録媒体に対向してインクを吐出するノズルを備え、FC廃熱加熱部材は、記録媒体の搬送経路を間に挟んでノズルに対向して配置されているとよい。 According to a seventh image forming apparatus of the present invention, in any one of the first to sixth image forming apparatuses, an FC waste heat heating member includes a nozzle that discharges ink facing a recording medium at a position where an image is formed. Is preferably arranged to face the nozzles with the conveyance path of the recording medium in between.
この発明の第8の画像形成装置は、第7の画像形成装置において、ノズルに対向する面と反対の面からFC廃熱加熱部材を冷却する冷却機構を備え、温度調節手段は、冷却機構による冷却量を可変することによりFC廃熱加熱部材の温度を調節するとよい。 According to an eighth image forming apparatus of the present invention, the seventh image forming apparatus includes a cooling mechanism for cooling the FC waste heat heating member from a surface opposite to the surface facing the nozzle, and the temperature adjusting means is based on the cooling mechanism. The temperature of the FC waste heat heating member may be adjusted by varying the cooling amount.
この発明の第9の画像形成装置は、第8の画像形成装置において、温度調節手段は、使用条件とFC廃熱加熱部材の適正温度との関係を記憶する適正温度記憶手段と、FC廃熱加熱部材の温度を検出する温度検出手段とを有し、使用条件に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるようにFC廃熱部材の温度を調節するとよい。この発明の第10の画像形成装置は、第9の画像形成装置において、適正温度記憶手段は、使用条件にインクの種類と適正温度との関係を含み、インクの乾燥速度が遅いほど適正温度を高く設定し、温度調節手段は、画像形成に用いるインクの種類を検出するインク種検出手段を有し、インク種検出手段で検出されたインクの種類に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるようにFC廃熱部材の温度を調節するとよい。 According to a ninth image forming apparatus of the present invention, in the eighth image forming apparatus, the temperature adjusting means includes an appropriate temperature storage means for storing a relationship between a use condition and an appropriate temperature of the FC waste heat heating member, and FC waste heat. It is preferable to adjust the temperature of the FC waste heat member so as to bring the temperature detected by the temperature detection unit closer to the appropriate temperature according to the use conditions. According to a tenth image forming apparatus of the present invention, in the ninth image forming apparatus, the appropriate temperature storage means includes the relationship between the type of ink and the appropriate temperature in the use conditions, and the appropriate temperature is set as the ink drying speed is slower. The temperature adjustment means has an ink type detection means for detecting the type of ink used for image formation, and is detected by the temperature detection means at an appropriate temperature according to the type of ink detected by the ink type detection means. It is recommended to adjust the temperature of the FC waste heat member to bring the temperature closer.
この発明の第11の画像形成装置は、第9または第10の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度に応じて印刷速度を可変させるとよい。この発明の第12の画像形成装置は、第11の画像形成装置において、記録部材に画像を形成していないときに印刷速度を可変させるとよい。 According to an eleventh image forming apparatus of the present invention, in the ninth or tenth image forming apparatus, the printing speed may be varied in accordance with the temperature of the FC waste heat heating member. In a twelfth image forming apparatus according to the present invention, in the eleventh image forming apparatus, the printing speed may be varied when an image is not formed on the recording member.
この発明の第13の画像形成装置は、第12の画像形成装置において、温度調節手段は、FC廃熱加熱部材の温度の異常高温を検出すると印刷動作を停止させるとよい。 According to a thirteenth image forming apparatus of the present invention, in the twelfth image forming apparatus, the temperature adjusting means may stop the printing operation when detecting an abnormally high temperature of the FC waste heat heating member.
この発明の第14の画像形成装置は、第13の画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度の異常低温近郊値を検出すると印刷速度を低速にするとよい。この発明の第15の画像形成装置は、第14の画像形成装置において、印刷速度が低速であることを報知し、FC廃熱加熱部材の温度が異常低温近郊値である旨を報知しないとよい。この発明の第16の画像形成装置は、第14または第15の画像形成装置において、印刷速度を低速にした場合にFC廃熱加熱部材の温度が高いほど高速な印刷速度に切り替えるとよい。この発明の第17の画像形成装置は、第14から第16のいずれかの画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の温度が正常温度に戻ると、印刷速度を通常に戻すとよい。この発明の第18の画像形成装置は、第14から第17のいずれかの画像形成装置において、燃料電池が自律運転の限界に達すると印刷動作を停止するとよい。 In a fourteenth image forming apparatus according to the present invention, in the thirteenth image forming apparatus, when an abnormally low temperature value of the temperature of the FC waste heat heating member is detected, the printing speed may be decreased. In the fifteenth image forming apparatus of the present invention, in the fourteenth image forming apparatus, it is preferable not to notify that the printing speed is low and not to indicate that the temperature of the FC waste heat heating member is an abnormal low temperature suburban value. . In a sixteenth image forming apparatus according to the present invention, in the fourteenth or fifteenth image forming apparatus, the printing speed may be switched to a higher printing speed as the temperature of the FC waste heat heating member is higher when the printing speed is lowered. According to a seventeenth image forming apparatus of the present invention, in any of the fourteenth to sixteenth image forming apparatuses, when the temperature of the FC waste heat heating member returns to a normal temperature, the printing speed may be returned to a normal value. In an eighteenth image forming apparatus according to the present invention, in any of the fourteenth to seventeenth image forming apparatuses, the printing operation may be stopped when the fuel cell reaches a limit of autonomous operation.
この発明の第19の画像形成装置は、第18の画像形成装置において、印刷動作を停止する際に、給紙された記録媒体を全て排紙するとよい。この発明の第20の画像形成装置は、第18の画像形成装置において、印刷動作を停止する際に、印刷途中の記録媒体に対する印刷を中断し、印刷前の記録媒体を全て排紙するとよい。この発明の第21の画像形成装置は、第18から第20のいずれかの画像形成装置において、印刷動作を停止する際に、給紙トレイ内にある用紙をカセット内に戻すとよい。 According to a nineteenth image forming apparatus of the present invention, when the printing operation is stopped in the eighteenth image forming apparatus, all the fed recording media are discharged. In the twentieth image forming apparatus of the present invention, when the printing operation is stopped in the eighteenth image forming apparatus , printing on the recording medium in the middle of printing is interrupted, and all the recording medium before printing is discharged. In a twenty-first image forming apparatus according to the present invention, in any of the eighteenth to twentieth image forming apparatuses, when the printing operation is stopped, the paper in the paper feed tray may be returned to the cassette.
この発明の第22の画像形成装置は、第14から第21のいずれかの画像形成装置において、異常低温近郊値であることを検出した場合に低速で印刷するか通常速度で印刷するか選択する機能を備えるとよい。この発明の第23の画像形成装置は、第13から第22のいずれかの画像形成装置において、FC廃熱加熱部材の異常高温の検出を報知するとよい。 According to a twenty-second image forming apparatus of the present invention, in any of the fourteenth to twenty-first image forming apparatuses, when it is detected that the value is near an abnormally low temperature, printing is performed at a low speed or at a normal speed. It is good to have a function. In a twenty-third image forming apparatus according to the present invention, in any of the thirteenth to twenty-second image forming apparatuses, detection of an abnormally high temperature of the FC waste heat heating member may be notified.
この画像形成装置によれば、FC廃熱加熱部材により画像形成前に記録媒体を暖めるため、ヒータなど特別な加熱装置を必要とせずに、にじみや裏写りなどを抑制された高画質の画像を形成することができる。 According to this image forming apparatus, since the recording medium is warmed before the image formation by the FC waste heat heating member, a high-quality image in which bleeding or show-through is suppressed without requiring a special heating device such as a heater is used. Can be formed.
第1の実施形態の画像形成装置1は、図1(a)の筐体内部の平面図、図1(b)の筐体内部の側面図及び図1(c)の筐体内部の排紙トレイ側からみた概略の正面図に示すように、給紙トレイ10と給紙ローラ11とレジストローラ12と搬送ベルト13と駆動ローラ14と用紙搬送ローラ15とラインフィードモータ16と用紙押さえローラ17と排紙トレイ18とシャフト19とキャリッジ20と記録ヘッドカートリッジ21と記録ヘッド22とケーブル23とキャリッジモータ24とワイヤ25とHPセンサ26とFC廃熱加熱部材27と燃料電池28と冷却機構29と温度センサ30と透過形光学センサ31と制御回路32と電圧計33とを備えている。
The image forming apparatus 1 according to the first embodiment includes a plan view inside the housing in FIG. 1A, a side view inside the housing in FIG. 1B, and paper discharge inside the housing in FIG. As shown in the schematic front view from the tray side, the
給紙トレイ10は、普通紙やその他の記録媒体を収容している。給紙ローラ11は、記録媒体を給紙トレイ10から記録媒体を送り出す。レジストローラ12は、給紙ローラ11から送り出される記録媒体を搬送ベルト13に送りだすタイミングを調整する。搬送ベルト13は、駆動ローラ14と用紙搬送ローラ15とにより回転する無端状ベルトであり、静電吸着により記録媒体を吸着して搬送する。ラインフィードモータ16は、例えばステッピングモータで構成され、駆動ローラ14を回転駆動することにより搬送ベルト13を回転させ、印刷時における副走査を担う。用紙押さえローラ17は、搬送ベルト13に静電吸着した記録媒体を押さえつける。排紙トレイ18は、印刷を終えて搬送ベルト13からはがされた記録媒体を収容する。
The paper feed tray 10 accommodates plain paper and other recording media. The
シャフト19は、長手方向を用紙搬送方向と直交する方向に向けて配置され、キャリッジ20を長手方向に沿って移動可能に支持している。キャリッジモータ24は、例えばステッピングモータで構成され、キャリッジ20をシャフト19に沿って走査させる駆動力を発生させ、印刷時における主走査を担う。ワイヤ25は、キャリッジモータ24の駆動力をキャリッジ20に伝達することにより、キャリッジをシャフト19に沿って往復運動させる。HPセンサ26はキャリッジ20の位置を検出する。
The
キャリッジ20は、記録ヘッドカートリッジ21を搭載している。記録ヘッドカートリッジ21は、インク供給源である1または複数のインク色ごとのインクタンクとともに、記録ヘッド22を一体化して搭載している。記録ヘッド22は、搬送ベルト13に記録面を規制された記録媒体と微小間隔をおくように配置され、インク滴を吐出して記録媒体に画像を形成する。ケーブル23は、ケーブル23に結合された端子を介して、適宜のデータ供給源より画像データに応じた記録タイミングパルスを記録ヘッド22に供給する。
The
FC廃熱加熱部材27は、搬送ベルト13を挟んで記録ヘッド22に対向して配置されている。なお、FC廃熱加熱部材27は、搬送ベルト13に対向する面に絶縁部材を設け、搬送ベルト13と燃料電池モジュール51とが直接に接触して短絡することを防止するものであってもよく、さらに、図2の平面図に示すように、絶縁部材を用紙の搬送方向に対し斜め縦方向を向いたリブ40とすることにより、搬送ベルト13との摩擦抵抗を極力減らすものであってもよい。なお、FC廃熱加熱部材27は、燃料電池28や用紙搬送ローラ15など他の部材の一部または全部を構成するものであってもよい。
The FC waste
燃料電池28は、図3の概略のブロック図に示すように、燃料電池モジュール51と燃料タンク52と水タンク53と混合タンク54と燃料ポンプ55と水ポンプ56と循環ポンプ57と空気ブロワ58と凝縮器59と吸気口60と排気口61とを有しており、画像形成装置1の記録動作を行うのに必要な電力を供給する。燃料電池28から電源を供給することにより、ACコードレス化を図ることができる。
The
燃料電池モジュール51は、1または複数の燃料電池セルを搭載し、FC廃熱加熱部材27に隣接して配置されている。各セルはアノード62とカソード63と電解質膜64とをもっている。アノード62は燃料極とも呼ばれ、メタノールを電気化学的酸化する触媒(メタノール酸化電極触媒)をもつ。カソード63は空気極とも呼ばれ、酸素を選択的に電気化学的還元する触媒(酸素還元電極触媒)をもつ。電解質膜64は、アノード62とカソード63との間に挟み込まれている。アノード62にメタノール水溶液が供給されるとともにカソード63に空気が供給されると、電解質膜64を通じてイオンが移動し、アノード62側で二酸化炭素が発生するとともにカソード63側で水が発生し、さらに、アノード62とカソード63との間に電力が生じる。燃料電池モジュール51内で生じる一連の化学反応により、化学変化熱が発生する。
The
燃料タンク52はメタノールを収容し、水タンク53は水を収容し、混合タンク54は、メタノールを水で希釈したメタノール水溶液を収容している。燃料ポンプ55は、発電によりメタノールが消費されて混合タンク54内の濃度が薄くなると、間欠動作して燃料タンク52から高濃度のメタノールを混合タンク54に送り込むことにより、混合タンク54内のメタノールの濃度を一定に保っている。水ポンプ56は、混合タンク54のメタノール水溶液の量が少なくなると間欠動作し、水タンク53の水を混合タンク54に送り込む。水タンク53から混合タンク54に送られる水は、途中、用紙搬送ローラ15中を通過する。
The
循環ポンプ57は、メタノール水溶液を混合タンク54から燃料電池モジュール51のアノード62に供給し、アノード62を通過したメタノール及び水と、アノード62側で発生した二酸化炭素とを混合タンク54に戻す。混合タンク54に送られた余分な水は水蒸気として、二酸化炭素とともに混合タンク54から水タンク53に排出される。
The
空気ブロワ58は、カソード63に空気を供給する。凝縮器59は、カソード63で生成された水蒸気と空気中の窒素と未反応の酸素とを回収し、回収された気体と吸気口60を通じて画像形成装置の外部から流入した外気との間で熱交換を行うことにより、水蒸気を液体の水に凝縮して水タンク53に送り込むとともに、気体及び蒸気の一部を冷却して排気口61から画像形成装置の外部へ排出する。
The
燃料電池モジュール51内で生じる化学反応において発生する化学変化熱は、燃料電池モジュール51自身を加熱する。燃料電池モジュール51の熱は、隣接するFC廃熱加熱部材27及び搬送ベルト13を通じて記録媒体を暖める。また、水タンク53に回収された水は、燃料電池モジュール51内の化学変化熱により高温となっている。水タンク53から混合タンク54に送られる途中で用紙搬送ローラ15中を通過する水の熱は、用紙搬送ローラ15及び搬送ベルト13を通じて記録媒体に伝達され、用紙搬送ローラ15を通過する記録媒体を暖める。
The chemical change heat generated in the chemical reaction occurring in the
冷却機構29は、FC廃熱加熱部材27を冷却するものであり、具体的には、駆動電流により回転速度を可変するDCモータにより駆動された送風FANで構成される。冷却機構29が冷却する面は、記録ヘッド22と反対側の背面である。冷却機構29がFC廃熱加熱部材27の背面に送風することにより、記録ヘッド22と記録媒体との間に流れる風でノズルから吐出されるインクの吐出角を変化させるインク散りを防止でき、本来狙った位置にインクを付着させて記録媒体に高画質に画像を形成することができる。なお、冷却機構29は、記録ヘッド22との距離を離すことにより、インクに対する風の影響を防止するようにしたものであってもよい。
The
温度センサ30は、FC廃熱加熱部材27に直接接触して温度を検出するものであり、具体的には、温度により抵抗値が変化するサーミスタや、二種類の金属を熱源にあてて起電力を発生させる熱電対などで構成される。透過形光学センサ31は、図4の構成図に示すように発光素子34と受光素子35とを有し、発光素子34は記録媒体に光を照射し、受光素子35は記録媒体を挟んで発光素子34に対向して配置され、記録媒体の透過光を受光して光電変換した光電出力信号を作成する。記録媒体が厚いほど、透過率が小さく光電出力信号が小さくなる。電圧計33は、燃料電池28の出力電圧を検出する。
The
制御回路32は、記録制御を実行するため図5のブロック図に示すように、CPU71とROM72とRAM73とデータ受信部74とDMA/RAMコントローラ75と不揮発性メモリ76とヘッドドライバ77とヘッドコントローラ78とキャリッジモータドライバ79とタイミング制御部80とラインフィードモータドライバ81とインク流量検出部82と給紙ドライバ83と冷却機構電源84と燃料ポンプ電源85と表示部86と操作部87とを有する。
The
CPU71は、画像形成装置1の各種動作制御及びデータ処理を実行する。ROM72は、CPU71の制御プログラムやフォント処理のための各種データを格納する。RAM73は、受信した画像データを含め各種データを一時格納する。データ受信部74は、ホストコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データを取り込む。
The
DMA/RAMコントローラ75は、データ受信部74で受信した画像データをRAM73へDMA転送したり、CPU71からRAM73へのアクセスを制御する。不揮発性メモリ76は、EEPROMなどで構成され、プリンタ固有のパラメータを格納する。ヘッドドライバ77は、記録ヘッド22を駆動する。ヘッドコントローラ78は、CPU71からの制御によりヘッドドライバ77への画像データの転送とヒートパルス信号を発生する。
The DMA /
キャリッジモータドライバ79とキャリッジモータ24とタイミング制御部80とは、CPU71から供給される制御信号とエンコーダ等による記録タイミングパルスによって記録ヘッド22の移動(その方向を主走査方向と呼ぶ)を行う制御系である。ラインフィードモータドライバ81とラインフィードモータ16とは、CPU71から供給される制御信号によって記録媒体等の記録媒体の搬送(その方向を副走査方向と呼ぶ)を行う制御系である。インク流量検出部82は、記録ヘッド22に送られた記録信号から、所定時間内において記録のために吐出されたインク滴(ドット)の数をカウントし、インクタンクから記録ヘッド22に供給されるインクの流量を検出する制御回路である。給紙ドライバ83は、給紙ローラ11及びレジストローラ12を制御する。
The
冷却機構電源84は、冷却機構29のDCモータに電圧を供給する可変電圧源であり、CPU71によりON/OFF及び電圧値を制御される。燃料ポンプ電源85は、燃料ポンプ55のDCモータに電圧を供給する可変電圧源であり、CPU71によりON/OFF及び電圧値を制御される。
The cooling
画像形成装置1が実行する基本的な記録制御を説明する。データ受信部74において、ホストコンピュータから入力された画像データは、DMA/RAMコントローラ75を介してRAM73に一時格納される。CPU71は、ROM72に格納された制御プログラムを実行し、受信コマンド、画像データ、文字コードを解析し、入力された画像データを記録データに変換し、順次、RAM73に格納する。受信コマンドには記録制御情報が含まれ、記録制御情報に応じた記録パス数により記録が行われる。
The basic recording control executed by the image forming apparatus 1 will be described. In the
CPU71から印刷命令が出力されると、給紙ドライバ83により給紙ローラ11が駆動されることにより記録媒体が給紙トレイ10から送り出され、レジストローラ12が駆動されることにより記録媒体が先端の曲がりや印字開始タイミングを合わされた後に搬送ベルト13に送られ、ラインフィードモータドライバ81によりラインフィードモータ16が駆動されることによりレジストローラ12から送られた記録媒体が搬送ベルト13に静電吸着されて記録ヘッド22の位置まで搬送される。記録媒体は、用紙搬送ローラ15付近において、水タンク53から混合タンク54に送られる水の熱で温められ、記録ヘッド22に対向する付近において、燃料電池モジュール51の熱によりFC廃熱加熱部材27及び搬送ベルト13を通じて暖められる。
When a print command is output from the
1ライン分の記録データの展開が終了するか、またはホストコンピュータから受信コマンドの1つである記録命令が入力された時点で、キャリッジモータドライバ79によりキャリッジモータ24が駆動される。タイミング制御部80から出力される記録タイミングパルスに同期してRAM73に格納されている記録データが、DMA/RAMコントローラ75及びヘッドコントローラ78を介してヘッドドライバ77に転送される。ヘッドコントローラ78からヒートパルス信号がヘッドドライバ77に送られることにより、記録ヘッド22からインク滴が吐出される。吐出されて記録媒体に到達したインクは、暖められた記録媒体の熱により乾燥が加速されるため、記録媒体の奥に染込む前に乾燥状態の粘性の高い液滴となり、にじみや裏写りなどの発生が防止される。
The
1ライン分の記録が終了するとラインフィードモータ16が駆動されて改行が行われ、1ライン分を記録する一連の手順が終了する。この一連の手順が記録媒体の1ページに渡って繰り返され、1ページ分の記録が完了すると、記録媒体は搬送ベルト13から剥離されて排紙トレイ18に排紙される。
When the recording for one line is completed, the
画像形成装置1の温度調節制御について図6のブロック図を用いて説明する。画像形成装置1の温度調節制御は温度調節部90により実行され、温度調節部90は、温度検出部91と用紙厚検出部92とインク種検出部93と適正温度記憶部94と冷却制御部95と加熱制御部96と切替部97とを備える。なお、画像形成装置1の各部を連動させて印刷動作を開始したり停止したり、印刷速度を可変する一連の動作は、シーケンス制御部98により制御される。
The temperature adjustment control of the image forming apparatus 1 will be described with reference to the block diagram of FIG. The temperature adjustment control of the image forming apparatus 1 is executed by the
温度検出部91は、FC廃熱加熱部材27の温度を検出するものであり、具体的には、CPU71と温度センサ30とが温度検出部91として機能する。温度検出部91においてCPU71は、温度センサ30から温度を表す信号、例えば温度に依存した電圧変化をA/D変換して入力し、電圧変化を演算処理してFC廃熱加熱部材27の温度を検出する。温度検出部91を設けることにより、温度の低い記録媒体に熱を奪われるFC廃熱加熱部材27の温度変化を検出することができる。
The
用紙厚検出部92は、記録媒体の厚さを検出する。具体的には、透過形光学センサ31とCPU71とが用紙厚検出部92として機能する。用紙厚検出部92においてCPU71は、透過形光学センサ31から記録媒体の厚さに依存した光電出力信号をA/D変換して入力し、記録媒体が厚いほど透過率が小さいことを利用して演算処理することにより、光電出力信号に基づいて記録媒体の厚さを検出する。なお、用紙厚検出部92は、システムから送信される用紙種DATAに基づいて記録媒体の厚さを検出するものであってもよい。
The paper
インク種検出部93は、記録ヘッド22から記録媒体に吐出されるインクの種類を検出する。具体的には、記録ヘッドカートリッジ21とCPU71とがインク種検出部93として機能する。インク種検出部93においてCPU71は、記録ヘッドカートリッジ21のインクタンクを交換する際に、インクタンクに記憶されたインク種情報を読み取ることによりインクの種類を検出する。
The ink
適正温度記憶部94は、使用条件に応じたFC廃熱加熱部材27の適正温度を適正温度情報として記憶する。具体的にはROM72の一部の領域が適正温度記憶部94に割り当てられる。使用条件には、インクの種類と記録媒体の厚さとを含んでいる。インクの乾燥速度が遅いほど適正温度を高温に設定し、紙の厚さが厚いほど適正温度を高温に設定することが望ましい。なお、使用条件は、インクの種類と記録媒体の厚さとの一方だけを含んだものであったり、記録装置の使用頻度や用紙の種類など他の条件を含んだものであってもよい。なお、適正温度は、外部装置から入力されたり、ユーザの操作により設定されるものであってもよい。
The appropriate
インクの固まる温度はインクの種類に応じて異なるため、インクの種類が異なると記録媒体がFC廃熱加熱部材27から奪う熱量が異なる。また、記録媒体の厚さに応じて記録媒体がFC廃熱加熱部材27から奪う熱量が異なり、具体的には、厚い記録媒体よりも薄い記録媒体のほうが、FC廃熱加熱部材27から奪う熱量が少ない。例えば、薄い記録媒体に印刷を行う際に、厚い記録媒体のインクの乾燥に適した温度でFC廃熱加熱部材27を暖めると、記録媒体の温度が高くなりすぎ、吐出されたインクが記録媒体に到達する前に固まって用紙繊維に浸透せずに画像を形成できず、また、インクが記録ヘッド22の吐出口で固まって目詰まりを発生させる。逆に、厚い記録媒体に印刷を行う際に、薄い記録媒体のインクの乾燥に適した温度でFC廃熱加熱部材27を暖めると、インクの乾きが悪くなって裏写りやにじみを発生する。適正温度は、記録媒体に到達したインクが、記録媒体に十分に浸透しつつ、にじみや裏写りなどの問題を生じない温度に設定される。
Since the temperature at which the ink solidifies varies depending on the type of ink, the amount of heat taken by the recording medium from the FC waste
冷却制御部95は、切替部97の指令により冷却量を調整しながらFC廃熱加熱部材27を冷却する。具体的には冷却機構29と冷却機構電源84とCPU71とが冷却制御部95として機能する。冷却時には、CPU71は、I/Oポートを通じて冷却機構電源84をONすることにより冷却機構29からの送風を行うとともに、D/A変換した信号により冷却機構電源84の電圧を制御しすることにより冷却機構29のDCモータに流れる電流を可変させ、冷却機構29の回転速度を制御して冷却量を調整する。冷却を行わない場合は、CPU71は、I/Oポートを通じて冷却機構電源84をOFFする。冷却機構29のON時間に加えて、冷却機構29の回転速度を可変することにより、FC廃熱加熱部材27の温度を細かく制御することができる。なお、冷却機構29は、PWM制御で巻き線に流れる電流を可変できるものなど他の制御方法で回転速度を切り替えるものであってもよい。
The cooling
加熱制御部96は、切替部97の指令により加熱量を調整しながらFC廃熱加熱部材27を加熱する。具体的には燃料電池28と燃料ポンプ電源85とCPU71とが加熱制御部96として機能する。燃料電池28の燃料ポンプ55は、駆動電流により回転速度を可変するDCモータで駆動されている。加熱時には、CPU71は、I/Oポートを通じて燃料ポンプ55をONするとともに、D/A変換した信号により燃料ポンプ55の電圧を制御し、燃料ポンプ55に流れる電流を可変させることにより燃料ポンプ55の回転速度を制御する。燃料ポンプ55がONされると、燃料タンク52から混合タンク54に燃料が送られ、燃料電池モジュール51の内部セルが損傷しない程度までメタノール水溶液の濃度が上昇し、燃料電池モジュール51の化学反応を活性化されて発熱温度が上昇する。加熱を行わない場合は、CPU71は、I/Oポートを通じて燃料ポンプ55をOFFする。燃料ポンプ55のON時間に加えて、燃料ポンプ55の回転速度を可変することにより、FC廃熱加熱部材27の温度を細かく制御することができる。なお、例えば、発電時におけるダイレクトメタノール方式の燃料電池(DMFC)のモジュール表面温度は80℃程度であることから、燃料電池28は火災の危険性などに対する安全対策を必要としない。
The
切替部97は、使用条件に応じて、冷却制御部95と加熱制御部96とを制御する。具体的には、CPU71が切替部97として機能する。切替部97は、まず、用紙厚検出部92で検出された記録媒体の厚さと、インク種検出部93で検出されたインクの種類とに対応するFC廃熱加熱部材27の適正温度を、適正温度記憶部94に記憶された適正温度情報から読み出す。次に、切替部97は、読み出されたFC廃熱加熱部材27の適正温度と、検出されたFC廃熱加熱部材27との温度差を求める。次に、切替部97は、検出されたFC廃熱加熱部材27の温度が読み出されたFC廃熱加熱部材27の適正温度よりも高い場合は、冷却制御部95にFC廃熱加熱部材27を冷却させる。一方、切替部97は、温度検出部91で検出されたFC廃熱加熱部材27の温度が読み出されたFC廃熱加熱部材27の適正温度よりも低い場合は、加熱部にFC廃熱加熱部材27を加熱させる。切替部97による動作を繰り返すことにより、使用条件が変動しても記録媒体の温度を一定に保つことができる。
The switching
第1の実施形態の画像形成装置1によれば、燃料電池28の熱を利用して記録媒体が加熱されていることにより、にじみや裏写りなどを抑制された高画質の画像を形成することができる。第1の実施形態の画像形成装置1によれば、記録媒体を加熱する専用の熱源を不要として装置構成を簡略化できるとともに、電源として機能する燃料電池28の熱を利用することから記録媒体を加熱するためにのみ消費される電力を必要とせず、さらに、燃料電池28の加熱温度はヒータなどに比較的して高くならないため、加熱暴走などに対する安全対策を不要または簡略にできる。第1の実施形態の画像形成装置1によれば、記録媒体が加熱されているため、記録媒体上のインクの乾燥時間を短縮することができ、画像形成速度を速めることができ、次に重ねられる記録媒体の裏面を汚すことを防止できる。
According to the image forming apparatus 1 of the first embodiment, the recording medium is heated using the heat of the
さらに、第1の実施形態の画像形成装置1によれば、FC廃熱加熱部材27の温度を検出して使用条件に応じてFC廃熱加熱部材27の温度を変化させることにより、使用条件が変化する場合でも、使用条件に適した温度で記録媒体を暖めることができる。また、FC廃熱加熱部材27の温度を制御する他の方式、例えば、記録媒体の連続通過枚数、システム待機時間管理、記録媒体に奪われる熱などのパラメータ情報を用い、燃料電池モジュール51の温度からFC廃熱加熱部材27の温度を予測する予測制御に比較して、第1の実施形態の画像形成装置1によれば、複雑なパラメータを必要とせず、容易かつこまめに記録媒体の温度を管理することができる。
Furthermore, according to the image forming apparatus 1 of the first embodiment, the temperature of the FC waste
また、画像形成装置1は、燃料電池モジュール51を搬送ベルト13に隣接して配置することにより、燃料電池モジュール51で発生した熱を直接搬送ベルト13に伝達させるものであってもよい。
Further, the image forming apparatus 1 may be configured to directly transfer the heat generated in the
また、画像形成装置1は、図7の側面図に示すように、水タンク53から混合タンク54に送られる水を、途中、FC廃熱加熱部材27内や隣接して設けたパイプ内で循環させて、FC廃熱加熱部材27及び搬送ベルト13を通じて記録媒体を加熱するものであってもよい。
Further, as shown in the side view of FIG. 7, the image forming apparatus 1 circulates the water sent from the
また、画像形成装置1は、循環ポンプ57により混合タンク54から燃料電池モジュール51のアノード62に供給される高温のメタノール水溶液を、FC廃熱加熱部材27や用紙搬送ローラ15を通過するように循環させて、記録媒体を暖めるものであってもよい。
Further, the image forming apparatus 1 circulates the high-temperature methanol aqueous solution supplied from the mixing
第2の実施形態の画像形成装置は、第1の実施形態の画像形成装置1において、図8のブロック図に示すようにさらに立上時制御部100を備え、立上時制御を実行する。立上時制御は、具体的には、立上時制御部100として機能するCPU71により実行される。
The image forming apparatus according to the second embodiment is the image forming apparatus 1 according to the first embodiment, and further includes a
立上時制御部100は、画像形成装置1の立上時において、温度検出部91で検出されるFC廃熱加熱部材27の温度が、燃料電池28自身で印刷動作できる温度に達するまで印刷動作を待機させ、燃料電池28自身で印刷動作できる温度に達すると、印刷動作の待機状態を解除する。立上時制御部100は、切替部97において、温度検出部91で検出されたFC廃熱加熱部材27の温度が適正温度よりも低いことが検出されている間、通常より低速で印刷させる。
The
低速印刷時の印刷速度は、温度検出部91で検出されるFC廃熱加熱部材27の温度が高くなるにつれて、徐々に大きくする。印刷速度の変更は印刷中には行わず、電源投入時や紙間に行う。
The printing speed during low-speed printing is gradually increased as the temperature of the FC waste
具体的には、CPU71は、キャリッジモータドライバ79及びラインフィードモータドライバ81に対し、主走査方向及び副走査方向の印刷速度を担うキャリッジモータ24及びラインフィードモータ16に印加するパルス数を通常の印刷時より下げる情報を送るとともに、記録ヘッド22からのインク吐出タイミングや給排紙タイミングなどの各種マシン動作シーケンスを変更することにより、印刷速度を下げる。
Specifically, the
第2の実施形態の画像形成装置によれば、電源投入時におけるFC廃熱加熱部材27の温度は適正温度よりも低いため、印刷速度を低速に切り替えることにより、温度が上がりきれていないFC廃熱加熱部材27から記録媒体に伝達する熱量を多くし、インクが温度の低い状態の記録媒体に達することを防止し、裏写りやにじみの発生を極力抑えることができる。第2の実施形態の画像形成装置によれば、低速印刷時の印刷速度を徐々に大きくすることにより、最低速のまま印刷速度を維持することを防止して、ファーストプリント時間を短縮することができる。第2の実施形態の画像形成装置によれば、印刷速度の変更を印刷中には行わないことにより、記録媒体に吐出されるインクの到達する位置がずれて、ドット間隔のずれ、間延び画像の発生、印刷画像の乱れが生じることを防止することができる。
According to the image forming apparatus of the second embodiment, the temperature of the FC waste
第3の実施形態の画像形成装置は、第1の実施形態の画像形成装置1において、図9のブロック図に示すように高温時制御部101と低温時制御部102と電圧検出部103とを備え、高温時制御と低温時制御とを実行する。具体的には、高温時制御は高温時制御部101として機能するCPU71により実行され、低温時制御は低温時制御部102として機能するCPU71により実行され、電圧検出部103は電圧計33に相当する。
The image forming apparatus according to the third embodiment is the same as the image forming apparatus 1 according to the first embodiment except that a high
高温時制御部101は、温度検出部91で検出された温度が異常高温である場合に、燃料電池28の発電を停止させ、印刷動作を停止させる。異常高温は、燃料電池モジュール51の内部にダメージを与える温度に近い温度である。FC廃熱加熱部材27が高温状態となる原因には、例えば、燃料ポンプ55が稼動状態で故障して燃料が燃料電池モジュール51に供給され続けることがある。異常高温である場合に燃料電池28の発電を停止することにより、燃料電池モジュール51の内部セルのカーボン部材が異常な高温で溶けたり、燃料電池モジュール51内部の部材が異常な高温で劣化して発電できなくなることを防止し、高額の被害が発生することを防止できる。異常高温である場合に印刷動作を停止することにより、異常な高温で加熱された記録媒体にインクを吐出して、劣化した画像を形成することを防止できる。
When the temperature detected by the
高温時制御部101は、異常高温であること、燃料電池28を停止したこと、印刷動作を停止したことなどの異常高温時の警告を表示部86に表示するとともに、通信回線を通じて送信する。例えば、遠隔にあるサービスセンタに電話回線を通じて異常高温である旨を知らせる。異常高温である場合に、異常高温時の警告を表示部86に表示したり、通信回線を通じて送信することにより、オペレータやサービスマンに異常高温であることを知らせて早期のメンテナンスを促すことができる。
The high
低温時制御部102は、温度検出部91で検出されたFC廃熱加熱部材27の温度が異常低温近郊値であることを検出すると、印刷速度を低速に切り替えるとともに、これから低速で印刷することまたはすでに低速で印刷していることを表す異常低温による低速運転時の警告を表示部86に表示する。低速で印刷する場合の印刷速度は温度によって異ならせることが望ましい。印刷速度を低速に切り替えることにより、異常低温近郊値であっても、燃料電池28が自立運転可能な状態であれば、継続して印刷動作することができる。
When the low
低温時制御部102は、温度検出部91で検出された温度が異常低温近郊値となった後、電圧計33で検出された燃料電池28の電圧が画像形成装置を自律運転できない限界値または限界値に近い値に達すると、印刷動作を停止させるとともに、印刷動作をこれから停止することまたはすでに印刷動作を停止したこと、停止理由及び対処方法などの自立運転の限界による停止時の警告を表示部86に表示する。
The low
低温時制御部102は、温度検出部91で検出された温度が異常低温近郊値となった後、温度検出部91で検出された温度が高くなり異常低温近郊値を脱すると、通常の印刷速度に切り替えるとともに、これから通常の印刷速度に復帰することまたはすでに通常の印刷速度に復帰したことを示す異常低温近郊値からの復帰時の警告を表示部86に表示する。
When the temperature detected by the
FC廃熱加熱部材27の温度が低温となる原因には、例えば、燃料電池モジュール51で発生する化学変化熱が狙いの温度に達しないことにより、FC廃熱加熱部材27の温度を必要な温度まで上げることができない場合などがある。印刷速度を低速に切り替えることにより、温度が上がりきれていないFC廃熱加熱部材27から記録媒体に伝達する熱量を多くし、インクが温度の低い状態の記録媒体に達することを防止し、裏写りやにじみの発生を極力抑えることができる。異常低温による低速運転時の警告、自立運転の限界による停止時の警告、及び異常低温近郊値からの復帰時の警告を表示部86に表示することにより、オペレータに対し現在の稼動状態を知らせることができる。なお、オペレータに対し機械が故障しているとの不安感を抱かせることを防ぐため、低速運転時には異常低温状態で稼動していることを直接表示しないことが望ましい。
The cause of the low temperature of the FC waste
異常高温時または異常低温時における停止動作について説明する。異常高温による停止時には、記録ヘッド22が画像領域内にあり印刷途中である記録媒体は、印刷終了後に排紙され、給紙トレイ10を出て機械内部に残っている印刷前の記録媒体は、全て白紙の状態で排紙され、給紙トレイ10内にある記録媒体は、逆回転する給紙ローラ11により給紙トレイ10のカセット内に戻される。
A stop operation at an abnormally high temperature or abnormally low temperature will be described. At the time of stop due to abnormally high temperature, the recording medium in which the
異常低温による停止時には、記録ヘッド22の印字動作を停止し、キャリッジ20をホームポジション位置に停止させたままとし、給紙トレイ10を出た用紙をそのまま排紙することにより、極力消費電力を抑えて用紙搬送系の稼働時間を長くする。異常低温による停止時に給紙トレイ10内にある記録媒体は、逆回転する給紙ローラ11により給紙トレイ10内に戻される。
When stopping due to an abnormally low temperature, the printing operation of the
印刷動作を停止する場合に、用紙ジャムの状態で停止させないことにより、正常状態に復帰し、またはプリンタの停止要因を取り除いた後の電源投入時において、用紙ジャム処理を不要とすることができる。給紙トレイ10内にある記録媒体を給紙トレイ10内に戻すことにより、記録媒体のムダを極力省くことができる。
When the printing operation is stopped, the paper jam process is not required when the power is turned on after returning to a normal state or removing the printer stop factor by not stopping the printing operation. By returning the recording medium in the
第3の実施形態の画像形成装置によれば、FC廃熱加熱部材27の温度が異常高温である場合に印刷動作を停止することにより、異常な高温で加熱された記録媒体にインクを吐出して、劣化した画像を形成することを防止できる。第3の実施形態の画像形成装置によれば、FC廃熱加熱部材27の温度が異常低温近郊値である場合に印刷速度を低速に切り替えることにより、温度が上がりきれていないFC廃熱加熱部材27から記録媒体に伝達する熱量を多くし、インクが温度の低い状態の記録媒体に達することを防止し、裏写りやにじみの発生を極力抑えることができる。
According to the image forming apparatus of the third embodiment, by stopping the printing operation when the temperature of the FC waste
第4の実施形態の画像形成装置は、図10のブロック図に示すように、第3の実施形態の画像形成装置において速度選択部104を備える。速度選択部104は、低温時制御部102が印刷速度を低速に切り替える場合において、そのまま低速で印刷させるか、強制的に通常の速度で印刷させるかを選択する。速度選択部104による選択は、あらかじめまたは異常低温を検出した際に行われる。
As shown in the block diagram of FIG. 10, the image forming apparatus according to the fourth embodiment includes a
具体的には、表示部86に画質優先モードと速度優先モードとのいずれかの選択を促す表示をして操作部87を通じてオペレータから入力を受け、画質優先モードが選択された場合、低温時制御部102が印刷速度を低速に切り替える際にそのまま低速で印刷させ、速度優先モードが選択された場合、低温時制御部102による印刷速度の低速への切り替えを実行させず、強制的に通常の速度を維持させる。
Specifically, when the
第4の実施形態の画像形成装置によれば、オペレータは、裏写り画像などを許容できる片面印刷の場合などにおいては、裏写りやにじみを発生させない程度に低速で印刷動作する画質優先モードを選択し、少々裏写りやにじみを発生させてもよいので通常スピードで印字して欲しい時には、印刷スピード優先モードを選択することができる。 According to the image forming apparatus of the fourth embodiment, the operator selects an image quality priority mode that performs a printing operation at a low speed so as not to cause show-through or blurring in the case of single-sided printing that allows a show-through image or the like. However, since a slight show-through or blur may be generated, the print speed priority mode can be selected when printing at normal speed is desired.
なお、第2の実施形態の画像形成装置において、速度選択部104を備え、立上時制御部100が印刷速度を低速に切り替える場合において、そのまま低速で印刷させるか、強制的に通常の速度で印刷させるかを選択するようにしてもよい。
In the image forming apparatus according to the second embodiment, when the
第5の実施形態の画像形成装置2は、図11(a)の側面図及び図11(b)の概略の正面図に示すように、第1の実施形態の画像形成装置1における搬送ベルト13に代えてプラテンローラ110を用いて記録媒体を搬送するものであり、第1の実施形態と同様の機能をもつ給紙トレイ10と給紙ローラ11とラインフィードモータ16と排紙トレイ18とシャフト19とキャリッジ20と記録ヘッドカートリッジ21と記録ヘッド22とケーブル23とキャリッジモータ24とワイヤ25とHPセンサ26と燃料電池28と冷却機構29と温度センサ30と透過形光学センサ31と制御回路32とを備え、さらに、プラテンローラ110と用紙ガイド111と用紙通過センサ112と用紙押さえローラ113とを備える。
As shown in the side view of FIG. 11A and the schematic front view of FIG. 11B, the image forming apparatus 2 of the fifth embodiment has a conveying
プラテンローラ110は、ラインフィードモータ16により回転されて給紙トレイ10から送られる記録媒体を静電吸着して搬送する。用紙ガイド111は、プラテンローラ110に吸着された記録媒体をプラテンローラ110に沿って案内する。記録ヘッド12は、プラテンローラ110に記録面を規制された記録媒体と微小間隔をおくように配置されている。燃料電池モジュール51は、用紙ガイド111に隣接して配置されており、用紙ガイド111を通じて記録媒体を暖める。燃料電池28の水タンク53から混合タンク54に送られる水は、途中、プラテンローラ110中を回転軸に沿って通過するように配置されており、プラテンローラ110の内部から記録媒体を暖める。
The
用紙通過センサ112は、キャリッジ20に搭載されており、通過する記録媒体の先端が記録ヘッド22を通過するタイミングを検出する。用紙押さえローラ113は、ステッピングモータで駆動されるカムの動力により、プラテンローラ110に近づく方向と離れる方向とに稼動し、適宜のタイミングでプラテンローラ110との間に記録媒体を挟む。
The
制御回路32の給紙ドライバ83は、ステッピングモータを駆動することにより、印刷開始時には用紙押さえローラ113をプラテンローラ110から離れる方向に稼動させ、用紙通過センサ112で記録媒体の先端が検出されると、用紙通過センサ112から用紙押さえローラ113までの距離を記録媒体が移動する時間をタイマにより計測し、所定時間プラテンローラ110を回転させて記録媒体の先端を用紙押さえローラ113まで到達させ、用紙押さえローラ113をプラテンローラ110に近づける方向に移動させ、記録媒体の先端を用紙押さえローラ113で押さえつけさせる。
The
記録媒体は、プラテンローラ110に接触することにより、水タンク53から混合タンク54に送られる水の熱で暖められ、プラテンローラ110と用紙ガイド111との間を通過することにより、燃料電池モジュール51の熱によりプラテンローラ110及び用紙ガイド111を通じて暖められる。記録ヘッド22から吐出されて記録媒体に到達したインクは、暖められた記録媒体の熱により乾燥が加速されるため、記録媒体の奥に染込む前に乾燥状態の液滴となり、にじみや裏写りなどの発生が防止される。
The recording medium is warmed by the heat of water sent from the
第5の実施形態の画像形成装置2の温度調節制御は、第1の実施形態の画像形成装置1と同様に温度調節部90により実行される。
The temperature adjustment control of the image forming apparatus 2 of the fifth embodiment is executed by the
第5の実施形態の画像形成装置2によれば、燃料電池28の熱を利用して記録媒体が加熱されていることにより、にじみや裏写りなどを抑制された高画質の画像を形成することができる。第5の実施形態の画像形成装置2によれば、用紙ガイド111の温度を検出して使用条件に応じて用紙ガイド111の温度を変化させることにより、使用条件が変化する場合でも、使用条件に適した温度で記録媒体を暖めることができる。また、用紙ガイド111の温度を制御する他の方式、例えば、記録媒体の連続通過枚数、システム待機時間管理、記録媒体に奪われる熱などのパラメータ情報を用い、燃料電池モジュール51の温度から用紙ガイド111の温度を予測する予測制御に比較して、第5の実施形態の画像形成装置2によれば、複雑なパラメータを必要とせず、容易かつこまめに記録媒体の温度を管理することができる。
According to the image forming apparatus 2 of the fifth embodiment, the recording medium is heated by using the heat of the
なお、第5の実施形態の画像形成装置2は、第2の実施形態と同様に立上時制御部100を備えたものであってもよく、第3の実施形態と同様に高温時制御部101と低温時制御部102と電圧検出部103とを備えたものであってもよく、第4の実施形態と同様に速度選択部104を備えたものであってもよい。
Note that the image forming apparatus 2 of the fifth embodiment may include the
また、画像形成装置2は、循環ポンプ57により混合タンク54から燃料電池モジュール51のアノード62に供給される高温のメタノール水溶液を、プラテンローラ110を通過するように循環させて、記録媒体を暖めるものであってもよい。
Further, the image forming apparatus 2 circulates a high-temperature methanol aqueous solution supplied from the mixing
第6の実施形態の画像形成装置3は、図12の構成図に示すように、第1の実施形態の画像形成装置1において、FC廃熱加熱部材120を給紙トレイ10に近接して配置する。具体的には、FC廃熱加熱部材120は給紙トレイ10の上方に近接して配置され、FC廃熱加熱部材120の上方に燃料電池モジュール51が配置される。
As shown in the configuration diagram of FIG. 12, the image forming apparatus 3 of the sixth embodiment has the FC waste
FC廃熱加熱部材120を給紙トレイ10に近接して配置することにより、給紙前の記録媒体を長時間加熱しておくことができるため、給紙トレイ10から記録ヘッド22までの距離が短いために記録媒体がFC廃熱加熱部材27に近接する距離が短い場合や、高速印刷時に記録媒体がFC廃熱加熱部材27を短時間で通過する場合などにおいても、記録媒体を記録ヘッド22に到達させてインクを吐出するまでに、十分に加熱しておくことができる。
By disposing the FC waste
なお、給紙トレイ10にはカバーを設けることが望ましい。給紙トレイ10にカバーを設けることにより、給紙トレイ10の上部に配置した燃料電池モジュール51で液漏れなどが生じても、記録媒体を汚染することを防止できる。
Note that it is desirable to provide a cover on the
なお、図13の概略の構成図に示すように、第5の実施形態の画像形成装置2において、FC廃熱加熱部材121を給紙トレイ10に近接して配置し、FC廃熱加熱部材121に近接して燃料電池モジュール51を配置するようにした画像形成装置4であっても、同様に記録ヘッド22に到達するまでに十分に記録媒体を加熱することができる。
As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 13, in the image forming apparatus 2 of the fifth embodiment, the FC waste heat heating member 121 is disposed close to the
第7の実施形態の画像形成装置は、第1の実施形態の画像形成装置1において、図14の用紙搬送ローラ15付近の拡大図に示すように、燃料電池28の水タンク53から混合タンク54に送られる水の輸送経路122を、FC廃熱加熱部材として機能する用紙搬送ローラ15内部において、上流側から下流側に向けて徐々に重力方向に低くする構成をもつ。
The image forming apparatus according to the seventh embodiment is the same as the image forming apparatus 1 according to the first embodiment, as shown in the enlarged view of the vicinity of the
輸送経路122を傾斜させることにより、高所から低所へと水を運ぶことが可能となり、燃料電池28を画像形成装置1に搭載して輸送経路122を長距離引き回すような場合でも、輸送経路122内に水が残留することを防止できるとともに、冬季などの低温時において輸送経路122内で水が凍結し、立上動作が遅れるなどの弊害を防止することができる。なお、輸送経路122は他の物質を輸送する経路であってもよい。
By inclining the
1;画像形成装置、2;画像形成装置、3;画像形成装置、4;画像形成装置、
10;給紙トレイ、11;給紙ローラ、12;レジストローラ、13;搬送ベルト、
14;駆動ローラ、15;用紙搬送ローラ、16;ラインフィードモータ、
17;用紙押さえローラ、18;排紙トレイ、19;シャフト、20;キャリッジ、
21;記録ヘッドカートリッジ、22;記録ヘッド、23;ケーブル、
24;キャリッジモータ、25;ワイヤ、26;HPセンサ、27;FC廃熱加熱部材、
28;燃料電池、29;冷却機構、30;温度センサ、31;透過形光学センサ、
32;制御回路、33;電圧計、34;発光素子、35;受光素子、40;リブ、
51;燃料電池モジュール、52;燃料タンク、53;水タンク、54;混合タンク、
55;燃料ポンプ、56;水ポンプ、57;循環ポンプ、58;空気ブロワ、
59;凝縮器、60;吸気口、61;排気口、62;アノード、63;カソード、
64;電解質膜、71;CPU、72;ROM、73;RAM、74;データ受信部、
75;DMA/RAMコントローラ、76;不揮発性メモリ、77;ヘッドドライバ、
78;ヘッドコントローラ、79;キャリッジモータドライバ、
80;タイミング制御部、81;ラインフィードモータドライバ、
82;インク流量検出部、83;給紙ドライバ、84;冷却機構電源、
85;燃料ポンプ電源、86;表示部、87;操作部、90;温度調節部、
91;温度検出部、92;用紙厚検出部、93;インク種検出部、
94;適正温度記憶部、95;冷却制御部、96;加熱制御部、97;切替部、
98;シーケンス制御部、100;立上時制御部、101;高温時制御部、
102;低温時制御部、103;電圧検出部、104;速度選択部、
110;プラテンローラ、111;用紙ガイド、112;用紙通過センサ、
113;用紙押さえローラ、120;FC廃熱加熱部材、121;FC廃熱加熱部材。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Image forming apparatus, 2; Image forming apparatus, 3; Image forming apparatus, 4; Image forming apparatus,
10; paper feed tray, 11; paper feed roller, 12; registration roller, 13; transport belt,
14; drive roller, 15; paper transport roller, 16; line feed motor,
17; paper pressing roller, 18; discharge tray, 19; shaft, 20; carriage,
21; printhead cartridge, 22; printhead, 23; cable,
24; Carriage motor; 25; Wire; 26; HP sensor; 27; FC waste heat heating member;
28; fuel cell; 29; cooling mechanism; 30; temperature sensor; 31; transmission optical sensor;
32; control circuit, 33; voltmeter, 34; light emitting element, 35; light receiving element, 40; rib,
51; Fuel cell module, 52; Fuel tank, 53; Water tank, 54; Mixing tank,
55; fuel pump, 56; water pump, 57; circulation pump, 58; air blower,
59; Condenser, 60; Inlet, 61; Exhaust, 62; Anode, 63; Cathode,
64; electrolyte membrane, 71; CPU, 72; ROM, 73; RAM, 74; data receiving unit,
75; DMA / RAM controller, 76; nonvolatile memory, 77; head driver,
78; head controller, 79; carriage motor driver,
80; timing control unit; 81; line feed motor driver;
82; ink flow rate detection unit; 83; paper feed driver; 84; cooling mechanism power supply;
85; fuel pump power supply; 86; display section; 87; operation section; 90; temperature control section;
91; temperature detection unit; 92; paper thickness detection unit; 93; ink type detection unit;
94; appropriate temperature storage unit, 95; cooling control unit, 96; heating control unit, 97; switching unit,
98; Sequence control unit, 100; Startup control unit, 101; High temperature control unit,
102; Low temperature control unit, 103; Voltage detection unit, 104; Speed selection unit,
110; Platen roller; 111; Paper guide; 112; Paper passage sensor;
113; paper pressing roller; 120; FC waste heat heating member; 121; FC waste heat heating member.
Claims (23)
燃料電池の廃熱が供給されて画像形成前の前記記録媒体を加熱するFC廃熱加熱部材と、前記FC廃熱加熱部材の温度に応じて前記燃料ポンプによる燃料の供給量を可変して前記FC廃熱加熱部材の温度を調節する温度調節手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that is driven by electric power supplied from a fuel cell having a fuel pump that adjusts a supply amount of fuel used for power generation and forms an image on a recording medium,
An FC waste heat heating member that heats the recording medium before image formation when waste heat from the fuel cell is supplied, and an amount of fuel supplied by the fuel pump is varied according to the temperature of the FC waste heat heating member. An image forming apparatus comprising temperature adjusting means for adjusting the temperature of the FC waste heat heating member .
前記FC廃熱加熱部材は、前記記録媒体との間に前記搬送ベルトを挟んで配置されている請求項1に記載の画像形成装置。 A transport belt for transporting the recording medium to a position for forming an image;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the FC waste heat heating member is disposed with the conveyance belt interposed between the FC waste heat heating member and the recording medium.
前記輸送経路は、輸送方向上流側から下流側に向けて徐々に重力方向に下がるように配置されている請求項1から請求項5に記載の画像形成装置。 The FC waste heat heating member receives heat from a part of a transport route of a substance in the fuel cell,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transport path is arranged so as to gradually fall in the direction of gravity from the upstream side toward the downstream side in the transport direction.
前記FC廃熱加熱部材は、前記記録媒体の搬送経路を間に挟んで前記ノズルに対向して配置されている請求項1から請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。 A nozzle that ejects ink to face the recording medium at a position where an image is formed;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the FC waste heat heating member is disposed to face the nozzles with a conveyance path for the recording medium interposed therebetween.
前記温度調節手段は、前記冷却機構による冷却量を可変することにより前記FC廃熱加熱部材の温度を調節する請求項7記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 7, wherein the temperature adjusting unit adjusts a temperature of the FC waste heat heating member by changing a cooling amount by the cooling mechanism.
前記温度調節手段は、画像形成に用いるインクの種類を検出するインク種検出手段を有し、前記インク種検出手段で検出されたインクの種類に応じた適正温度に温度検出手段で検出された温度を近づけるように前記FC廃熱部材の温度を調節する請求項9記載の画像形成装置。The temperature adjusting unit includes an ink type detecting unit that detects the type of ink used for image formation, and the temperature detected by the temperature detecting unit to an appropriate temperature corresponding to the type of ink detected by the ink type detecting unit. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the temperature of the FC waste heat member is adjusted so as to be close to each other.
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