JP2003084621A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、蓄電装置を用いて商用電源の限界
にとらわれずに急速なウォームアップを行う場合、蓄電
装置専用に輻射ヒータを追加することで蓄電装置が大型
化するなどの不具合が発生するという課題を解決しよう
とするものである。 【解決手段】この発明は、複数の幅を有する画像形成シ
ートに対してトナーを定着させる定着装置において、発
光分布が異なるメインヒータ２６及びサブヒータ２７を
備え、ウォームアップ時にはメインヒータ２６及びサブ
ヒータ２７のどちらか一方には商用電源３４から通電し
て他方には蓄電装置３８から通電するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の幅を有する
画像形成シートに対してトナーを定着させる定着装置、
及び複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真式の複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置では、定着ローラ、
定着ベルトなどの定着部材に加圧ローラ、加圧ベルト、
加圧パッドなどの加圧部材を圧接し、転写紙などのシー
トが定着部材と加圧部材との間を通過する時に該シート
上のトナーを加熱及び加圧によりシートに定着させる加
熱定着装置が用いられている。加熱定着装置でも最も一
般的なものが、定着ローラが内面から輻射ヒータで加熱
されることで温度及び圧力による定着に必要な伝熱とシ
ートの搬送を兼ねる方式のものである。

【０００３】実開昭６３−１５０９６７号公報には、電
子写真プロセスによって転写紙上に転写された可視像を
加熱手段により定着させる定着装置において、交流電源
によって駆動される第１のヒータと、充電手段によって
充電されるバッテリーにより駆動される第２のヒータと
を設けたことを特徴とする定着装置が記載されている。

【０００４】特開平３−５７７９号公報には、メインヒ
ータ及びサブヒータを内蔵した加圧ローラを有する熱定
着装置を備えた作像装置であって、前記メインヒータの
加熱を行うメイン電源と、メイン電源のオン・オフを切
換える第１の切換手段と、前記サブヒータの加熱を行う
蓄電池と、蓄電池の充電を行う充電手段と、蓄電池とサ
ブヒータとの接続及び蓄電池と充電手段との接続を切換
える第２の切換手段と、前記加圧ローラの温度を検知す
る温度検出手段と、温度検出手段の検出結果に基づき、
前記第１、第２の切換手段の制御を行う制御手段とを具
備し、前記メイン電源により加熱される前記加熱ローラ
の温度が定着性に関連付けた基準温度に迄低下すると、
前記蓄電池を介して前記サブヒータの加熱を行う一方、
基準温度より高くなると、サブヒータの加熱を停止する
ようにしたことを特徴とする作像装置が記載されてい
る。

【０００５】特開平３−３６５７９号公報には、ヒータ
駆動手段を介して電力の供給を受けることによって発熱
するヒータを有する定着装置用の加熱装置において、上
記ヒータ駆動手段は、充電可能な蓄電池と、商用電源に
接続されて該蓄電池を充電する充電器とを備え、上記ヒ
ータは、商用電源から電力の供給を受ける主ヒータと、
上記蓄電池から電力の供給を受ける補助のヒータを有し
ており、上記蓄電池は、上記充電器と充電回路を形成す
るような接続形態、または、上記補助のヒータと放電回
路を形成する接続形態のいずれかに切換可能に配設され
ていることを特徴とする定着装置用の加熱装置が記載さ
れている。

【０００６】特開２０００−９８７９９号公報には、電
力の供給を受けることによって発熱するヒータと、この
ヒータに電力を供給するヒータ駆動手段とを有する定着
装置用加熱装置において、上記ヒータ駆動手段は、充電
可能な蓄電池と、商用電源から給電され前記蓄電池を充
電する充電器とを備え、前記ヒータは商用電源から電力
の供給を受ける主ヒータと、前記蓄電池から電力の供給
を受ける補助ヒータとを有し、前記蓄電池の充電を前記
主ヒータの消灯時に行うことを特徴とする定着装置用加
熱装置が記載されている。

【０００７】特開２０００−３１５５６７号公報には、
加熱部と主電源装置と補助電源装置とを有し、加熱部は
発熱体を有し主電源装置と補助電源装置から供給される
電力により発熱する加熱装置において、補助電源装置と
してコンデンサを用いることを特徴とする加熱装置が記
載されている。

【０００８】特開２０００−６６９２６号公報には、ト
ナー像担持体上のトナー像を加熱して前記トナー像担持
体に定着させる定着手段と、この定着手段にエネルギー
を供給する主電源と、前記定着手段に補助的なエネルギ
ーの供給を行う補助電源とを有する画像形成装置におい
て、前記補助電源は画像形成装置本体に対して着脱可能
であることを特徴とする画像形成装置が記載されてい
る。

【０００９】図１２は蓄電装置を用いていない従来の定
着装置を示す。この定着装置は、発熱領域が単一である
もの、すなわち、比較的低速のもの、あるいは通紙され
る転写紙等の画像形成シート（トナー画像が形成された
シート）の幅がほぼ一定に限られているものである。こ
の定着装置では、例えば定着ローラに加圧ローラが一定
の圧力で押し当てられ、ヒータ１により定着ローラが内
部から加熱される。

【００１０】定着ローラの表面温度が温度センサ２によ
り検知され、この温度センサ２からの検知信号は入力回
路３を介してＣＰＵ４に取り込まれる。ヒータ１は交流
電源である商用電源５からドライバ６を介して通電さ
れ、ＣＰＵ４は温度センサ２からの検知信号に基づいて
定着ローラの表面温度が設定温度に維持されるようにド
ライバ６を制御する。

【００１１】この定着装置では、幅の狭い画像形成シー
トが連続して通紙されると、定着ローラ及び加圧ローラ
のニップ部における画像形成シートが通らない部分はヒ
ータ１による加熱で熱が蓄積されるために異常な高温と
なり、寿命が極端に短くなってしまうなどの不具合が生
じることが知られている。この現象は非通紙部温度上昇
と呼ぶ。

【００１２】図１３は蓄電装置を用いた従来の定着装置
を示す。この定着装置では、図１２に示す定着装置にお
いて、蓄電装置７やヒータ８、充電器９、スイッチ１０
が追加されている。ＣＰＵ４は、待機時であるか使用時
であるかに応じてスイッチ１０を切り換えることにより
蓄電装置７を充電装置９又はヒータ８に切り換え接続す
る。

【００１３】待機時には、スイッチ１０が蓄電装置７を
充電器９に切り換え接続し、充電器９が商用電源５から
の交流電力を直流電力に変換して蓄電装置７に印加する
ことにより蓄電装置７を充電する。使用時には、スイッ
チ１０が蓄電装置７をヒータ８に切り換え接続し、蓄電
装置７からヒータ８に放電されてヒータ８が直流電流に
より駆動される。したがって、立ち上がり時には、定着
ローラはヒータ１、８で加熱されることにより温度が設
定温度まで急速に上昇する。

【００１４】図１４は蓄電装置を用いていない従来の定
着装置を示す。この定着装置は、複数の発熱領域を有す
るもの、すなわち、比較的高速のもの、あるいは種々の
幅の画像形成シートが通紙されるものである。この定着
装置では、発光範囲が異なるヒータ１１、１２を有し、
これらのヒータ１１、１２は例えば定着ローラの中央部
と両端部とをそれぞれ内側から加熱する。

【００１５】温度センサ１３、１４は定着ローラにおい
てヒータ１１のみで加熱される部分、ヒータ１２のみで
加熱される部分の各温度をそれぞれ検知し、これらの温
度センサ１３、１４からの検知信号は入力回路１５を介
してＣＰＵ１６に取り込まれる。ヒータ１１、１２は交
流電源である商用電源１７からドライバ１８、１９を介
して通電され、ＣＰＵ１６はウォームアップ時にはヒー
タ１１のみがオンするようにドライバ１８、１９を制御
する。したがって、ウォームアップ時にはヒータ１１に
より定着ローラの中央部のみが加熱される。また、ＣＰ
Ｕ１６はウォームアップ後には温度センサ１３、１４か
らの各検知信号に基づいて定着ローラの中央部と両端部
の各表面温度がそれぞれ設定温度に維持されるようにド
ライバ１８、１９を制御する。

【００１６】また、ＣＰＵ１６は通紙される画像形成シ
ートの幅に応じてドライバ１８、１９にヒータ１１のみ
をオン／オフさせて他のヒータ１２をオフさせ、又はヒ
ータ１１、１２の両方をオン／オフさせる。従って、幅
の狭い画像形成シートが連続的に通紙される場合は、そ
れに応じたヒータ１１のみが用いられることで、上述の
非通紙部温度上昇を低減できる。

【００１７】図１５は蓄電装置を用いた従来の定着装置
を示す。この定着装置では、図１４に示す定着装置にお
いて、蓄電装置２０やヒータ２１、充電器２２、スイッ
チ２３が追加されている。ＣＰＵ１６は、待機時である
か使用時であるかに応じてスイッチ２３を切り換えるこ
とにより蓄電装置２０を充電装置２２又はヒータ２１に
切り換え接続する。

【００１８】待機時には、スイッチ２３が蓄電装置２０
を充電器２２に切り換え接続し、充電器２２が商用電源
１７からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置２０
に印加することにより蓄電装置２０を充電する。使用時
には、スイッチ２３が蓄電装置２０をヒータ２１に切り
換え接続し、蓄電装置２０からヒータ２１に放電されて
ヒータ２１が直流電流により駆動される。したがって、
立ち上がり時には、定着ローラはヒータ１１、２１で加
熱されることにより温度が設定温度まで急速に上昇す
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】加熱定着装置で最も一
般的なものは、定着ローラが内面から輻射ヒータで加熱
されることで温度及び圧力による定着に必要な伝熱とシ
ートの搬送を兼ねる方式のものである。ところが、この
加熱定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、ウォ
ームアップ時間が長いという欠点がある。従来は４０〜
３００秒といった長いウォームアップ時間のものが多
く、そのため、予熱により定着ローラの温度を定着時に
必要な温度近辺に維持しておく必要があり、未使用時に
多くのエネルギーを消費してしまう。

【００２０】最大でもウォームアップ時間が３０秒程度
であれば、ユーザは若干の待ち時間で定着装置を有する
画像形成装置を使うことができる。これは、国際エネル
ギースター規格でも、３０秒で使用可能な待機モードを
規定していることからも言及できる。

【００２１】さらに、ウォームアップ時間が１０秒程度
であれば、予熱無しか従来に比べて極めて低温の予熱で
ユーザがほとんど不便なく画像形成装置を使用できる。
これは、国連の下部組織ＩＥＡ（国際エネルギー機関）
が主催したＤＳＭプログラム“Ｃopier of the Ｆut
ure”において１０秒で使用可能となる復帰時間を規定
していることからも言及できる。

【００２２】そこで、定着ローラの低熱容量化が試みら
れ、肉厚０．５ｍｍ以下などの定着ローラの使用によ
り、ウォームアップ時間の短縮が可能となっている。更
なるウォームアップ時間の短縮には、定着ローラを加熱
するヒータへより多くの電力を投入できればよいが、一
般的な商用電源は１００Ｖ、１５Ａであり、この範囲で
商用電源から画像形成装置のヒータ、紙搬送系、画像形
成部、制御部へ電力を供給する必要がある。これ以上の
電力は大型の画像形成装置では使用されているが、この
大型の画像形成装置は商用電源から大きな電力を得るた
めの電源工事が必要になったり使用個所が限定されたり
してしまう。

【００２３】これらの問題を解消するため、蓄電装置
（主に大容量コンデンサ）を用いて商用電源の限界にと
らわれずに、急速なウォームアップを行うことを狙った
様々な定着装置が提案されているが、図１２、図１４に
示すような従来の輻射ヒータを用いた定着装置におい
て、図１３、図１５に示すように蓄電装置専用に輻射ヒ
ータ８、２１などを追加した場合には以下の問題点、
がある。 輻射ヒータは自らのウォームアップにエネルギーを多
く消費するため、短時間の使用にあたってはその分のエ
ネルギーも蓄電装置に蓄えなくてはならず、蓄電装置が
大型化する。 蓄電装置専用に輻射ヒータを追加することは、小径の
定着ローラではスペース的に困難であり、定着ローラの
薄肉化とともに低熱量化に有効な定着ローラ小径化との
相乗効果を発揮することができない。

【００２４】本発明は、蓄電装置専用にヒータを増やす
必要がなくて熱源の熱容量増加を招くことがなく、ウォ
ームアップ時間をさらに短縮することができる定着装置
及び画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、複数の幅を有する画像形成
シートに対してトナーを定着させる定着装置において、
発光分布が異なるメインヒータ及びサブヒータを備え、
ウォームアップ時には前記メインヒータ及び前記サブヒ
ータのどちらか一方には商用電源から通電して他方には
蓄電装置から通電するものである。

【００２６】請求項２に係る発明は、複数の幅を有する
画像形成シートに対してトナーを定着させる定着装置に
おいて、発光分布が異なるメインヒータ及びサブヒータ
を備え、ウォームアップ時には前記メインヒータには商
用電源から通電して前記サブヒータには蓄電装置から通
電するものである。

【００２７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の定着装置において、ウォームアップ後には前記メ
インヒータ及び前記サブヒータに商用電源から通電する
ものである。

【００２８】請求項４に係る発明は、請求項１または２
記載の定着装置において、ウォームアップ後には、前記
メインヒータ及び前記サブヒータを直列に接続して商用
電源から前記直列に接続した前記メインヒータ及び前記
サブヒータに通電するものである。

【００２９】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか１つに記載の定着装置において、ウォームアップ
時には電源投入直後の所定の時間が経過するまでは前記
メインヒータ及び前記サブヒータを直列に接続して商用
電源から前記直列に接続した前記メインヒータ及び前記
サブヒータに通電するものである。

【００３０】請求項６に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれか１つに記載の定着装置において、前記メインヒー
タは前記画像形成シートの搬送基準を主な発光範囲に含
む輻射ヒータであって前記サブヒータは前記画像形成シ
ートの搬送基準を主な発光範囲に含まない輻射ヒータで
あり、幅狭の画像形成シートが通される場合には前記メ
インヒータのみに通電して該通電の制御により温度制御
を行い、幅広の画像形成シートが通される場合には前記
メインヒータ及び前記サブヒータに通電して該通電の制
御により温度制御を行うものである。

【００３１】請求項７に係る発明は、請求項１〜６のい
ずれか１つに記載の定着装置を備えたものである。

【００３２】請求項８に係る発明は、請求項７記載の画
像形成装置において、前記蓄電装置が電気二重層コンデ
ンサであり、該電気二重層コンデンサの内部抵抗を検知
する検知手段を備え、この検知手段で前記電気二重層コ
ンデンサの内部抵抗が２倍になったことを検知した場合
には、警告表示装置により警告し、もしくは前記電気二
重層コンデンサへの通電回路を遮断するものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】図５は本発明の第１実施形態の概
略を示す。この第１実施形態の定着装置では、定着部材
としての定着ローラ２４にシリコンゴム等の弾性部材か
らなる加圧部材としての加圧ローラ２５が図示しない加
圧手段により一定の加圧力で押し当てられている。定着
部材と加圧部材は、一般的にローラであることが多いの
で、図５にはローラで示したが、いずれか一方又は両方
がローラに限らずに無端ベルトなどを使用してもよい。

【００３４】この定着装置は電力の供給を受けることに
よって発熱する発熱源としてのメインヒータ２６及びサ
ブヒータ２７を有する。メインヒータ２６は、画像形成
シートとしての用紙の搬送基準を主な発光範囲に含む輻
射ヒータであり、定着ローラ２４の中央部（幅の狭い用
紙２９が通る部分）を加熱するように設けられる。サブ
ヒータ２７は、用紙の搬送基準を主な発光範囲に含まな
い輻射ヒータであり、定着ローラ２４の両端部を加熱す
るように設けられる。幅の広い用紙２９は定着ローラ２
４上の中央部及び両端部を通る。メインヒータ２６及び
サブヒータ２７は、幅の異なる複数の用紙上のトナー画
像を定着する時にそれぞれ用いられる。

【００３５】ここに、用紙の搬送基準は、用紙の中央を
幅方向中央の基準に合わせて搬送する中央基準である
が、用紙の一端を幅方向端部基準に合わせて搬送する端
部基準としてもよい。用紙の搬送基準が端部基準である
場合には、メインヒータ２６は用紙の搬送基準を主な発
光範囲に含む輻射ヒータとするとともに、サブヒータ２
７は用紙の搬送基準を主な発光範囲に含まない輻射ヒー
タとし、メインヒータ２６及びサブヒータ２７が定着ロ
ーラ２４の異なる部分を加熱するように設けられる。

【００３６】メインヒータ２６は幅狭のサイズの用紙上
のトナー画像を定着する時に用いられ、サブヒータ２７
は幅広のサイズの用紙上のトナー画像を定着する時に用
いられる。なお、本実施形態の定着装置に通紙される用
紙の幅が３つ以上の幅である場合には、サブヒータ２７
が複数設けられ、メインヒータ２６及び複数のサブヒー
タ２７は発光範囲が定着ローラ２４の幅方向（軸方向）
に互いに異なるように設けられて用紙の幅（サイズ）に
応じて選択的に使用される。

【００３７】メインヒータ２６及びサブヒータ２７は定
着ローラ２４の内部に配置されて定着ローラ２４を内側
から加熱する。定着ローラ２４及び加圧ローラ２５は図
示しない駆動機構により回転駆動される。トナー２８を
担持した用紙２９は、定着ローラ２４と加圧ローラ２５
のニップ部を通過する際に、定着ローラ２４と加圧ロー
ラ２５による加熱及び加圧でトナー２８が定着される。
温度センサ３０、３１は定着ローラ２４においてメイン
ヒータ２６のみで加熱される部分、サブヒータ２７のみ
で加熱される部分の各温度をそれぞれ検知する。

【００３８】図１〜図４は本実施形態のウォームアップ
時、幅狭の用紙が通紙される時、幅広の用紙が通紙され
る時、待機時の各回路接続状態を示す。なお、図２〜図
４は温度制御に関する部分が省略されている。また、各
図において、太線は電気的に大電流が流れている部分を
示し、細線は電気的に大電流が流れていない部分を示
す。

【００３９】温度センサ３０、３１は定着ローラ２４に
おいてメインヒータ２６のみで加熱される部分、サブヒ
ータ２７のみで加熱される部分の各温度をそれぞれ検知
し、これらの温度センサ３０、３１からの検知信号は入
力回路３２を介して制御手段としてのＣＰＵ３３に取り
込まれる。メインヒータ２６は交流電源である商用電源
３４からドライバ３５を介して通電され、ＣＰＵ３３は
温度センサ３０、３１からの各検知信号に基づいて定着
ローラ２４の中央部（または中央部及び両端部）の表面
温度が設定温度になるようにドライバ３５を制御する。
また、ドライバ３６及びスイッチＳ１〜Ｓ３はＣＰＵ３
３により制御され、充電器３７は商用電源３４からドラ
イバ３６を介して入力される交流電力を直流電力に変換
してスイッチＳ１を介して蓄電装置３８に印加すること
により蓄電装置３８を充電する。蓄電装置３８は、例え
ば大容量のコンデンサが用いられ、スイッチＳ１により
サブヒータ２７に接続されると、サブヒータ２７に放電
してサブヒータ２７が直流電流により駆動する。

【００４０】待機時には、図４に示すように、スイッチ
Ｓ１により充電器３７が蓄電装置３８に接続され、ドラ
イバ３６は商用電源３４からの交流電力を充電器３７に
供給する。充電器３７は、商用電源３４からドライバ３
６を介して入力される交流電力を直流電力に変換してス
イッチＳ１を介して蓄電装置３８に印加することにより
蓄電装置３８を充電する。

【００４１】ウォームアップ時には、図１に示すよう
に、メインヒータ２６は、商用電源３４からの交流電力
がドライバ３５及びスイッチＳ２を介して供給され、定
着ローラ２４の中央部を加熱する。また、サブヒータ２
７は、蓄電装置３８からスイッチＳ１を介して直流電流
が供給され、定着ローラ２４の両端部を加熱する。従っ
て、定着ローラ２４は、商用電源３４及び蓄電装置３８
からの電力によりメインヒータ２６及びサブヒータ２７
で加熱されて設定温度まで急速に立ち上がる。

【００４２】幅の狭い用紙２９が本実施形態の定着装置
に通紙される時には、図２に示すように、メインヒータ
２６は、商用電源３４からの交流電力がドライバ３５及
びスイッチＳ２を介して供給され、幅の狭い用紙２９が
通る定着ローラ２４の中央部を加熱する。したがって、
幅の狭い用紙２９は、定着ローラ２４及び加圧ローラ２
５のニップ部における中央部を通ることで、全面的にト
ナー画像が定着される。

【００４３】幅の広い用紙２９が本実施形態の定着装置
に通紙される時には、図３に示すように、メインヒータ
２６及びサブヒータ２７は、商用電源３４にスイッチＳ
２及びドライバ３５を介して直列に接続され、商用電源
３４からの交流電力がドライバ３５及びスイッチＳ２を
介して供給され、定着ローラ２４の中央部及び両端部を
加熱する。したがって、幅の広い用紙２９は、定着ロー
ラ２４及び加圧ローラ２５のニップ部における中央部及
び両端部を通ることで、全面的にトナー画像が定着され
る。

【００４４】図１〜図４の各状態のうち図３の状態で
は、メインヒータ２６及びサブヒータ２７が直列に接続
されるので、商用電源３４に接続されるヒータの抵抗が
最も大きくなり、ヒータに大電流が流れにくくなること
が分かる。メインヒータ２６及びサブヒータ２７は輻射
ヒータであるが、輻射ヒータは、フィラメントが２００
０Ｋ度程度に上昇して輻射熱を発生するため、室温時
（待機時）のフィラメントが２０００Ｋ時に比べてきわ
めて低い抵抗になるので、温度が低い時に突入電流が発
生することが知られている。

【００４５】そこで、ＣＰＵ３３は、ウォームアップ時
には、電源投入から所定の時間、例えば０．５秒から１
秒程度、望ましくは０．５秒以下の時間が経過するまで
は図３の状態になるようにスイッチＳ１〜Ｓ３及びドラ
イバ３５、３６を制御し、その後のウォームアップ中に
は図１の状態になるようにスイッチＳ１〜Ｓ３及びドラ
イバ３５、３６を制御する。このため、ウォームアップ
時には、電源投入から所定の時間が経過するまではメイ
ンヒータ２６及びサブヒータ２７が直列に接続されて突
入電流が低減される。

【００４６】この第１実施形態によれば、発光分布が異
なるメインヒータ２６及びサブヒータ２７を備え、ウォ
ームアップ時にはメインヒータ２６及びサブヒータ２７
のどちらか一方には商用電源３４から通電して他方には
蓄電装置３８から通電するので、蓄電装置専用にヒータ
を増やす必要がなくて熱源の熱容量増加を招くことがな
く、ウォームアップ時間をさらに短縮することができ
る。

【００４７】また、第１実施形態によれば、発光分布が
異なるメインヒータ２６及びサブヒータ２７を備え、ウ
ォームアップ時にはメインヒータ２６には商用電源３４
から通電してサブヒータ２７には蓄電装置３８から通電
するので、蓄電装置専用にヒータを増やす必要がなくて
熱源の熱容量増加を招くことがなく、ウォームアップ時
間をさらに短縮することができる。

【００４８】また、第１実施形態によれば、ウォームア
ップ後にはメインヒータ２６及びサブヒータ２７に商用
電源３４から通電するので、通紙時には商用電源からヒ
ータへの通電で長時間安定したヒータの発熱が可能とな
る。

【００４９】また、第１実施形態によれば、ウォームア
ップ後には、メインヒータ２６及びサブヒータ２７を直
列に接続して商用電源３４から直列に接続したメインヒ
ータ２６及びサブヒータ２７に通電するので、通紙時に
は商用電源からヒータへの通電で長時間安定したヒータ
の発熱が可能となる。

【００５０】また、第１実施形態によれば、ウォームア
ップ時には電源投入直後の所定の時間が経過するまでは
メインヒータ２６及びサブヒータ２７を直列に接続して
商用電源３４から直列に接続したメインヒータ２６及び
サブヒータ２７に通電するので、輻射ヒータ特有の電源
投入直後の突入電流を軽減することができ、突入電流に
よる周囲の機器への電圧低下などの悪影響を低減でき
る。

【００５１】また、第１実施形態によれば、メインヒー
タ２６は用紙の搬送基準を主な発光範囲に含む輻射ヒー
タであってサブヒータ２７は用紙の搬送基準を主な発光
範囲に含まない輻射ヒータであり、幅狭の用紙が通され
る場合にはメインヒータ２６のみに通電して該通電の制
御により温度制御を行い、幅広の用紙が通される場合に
はメインヒータ２６及びサブヒータ２７に通電して該通
電の制御により温度制御を行うので、用紙の通紙幅に合
わせて発熱幅を制御することができて非通紙部温度上昇
が発生せず、安全で長期の使用が可能となる。

【００５２】図６〜図９は本発明の第２実施形態のウォ
ームアップ時、幅狭の用紙が通紙される時、幅広の用紙
が通紙される時、待機時の各回路接続状態を示す。な
お、図７〜図９は温度制御に関する部分が省略されてい
る。この第２実施形態の定着装置では、上記第１実施形
態において、メインヒータ２６とサブヒータ２７は入れ
替わるように接続されている。

【００５３】待機時には、第１実施形態と同様に図９に
示すように、スイッチＳ１により充電器３７が蓄電装置
３８に接続され、ドライバ３６は商用電源３４からの交
流電力を充電器３７に供給する。充電器３７は、商用電
源３４からドライバ３６を介して入力される交流電力を
直流電力に変換してスイッチＳ１を介して蓄電装置３８
に印加することにより蓄電装置３８を充電する。

【００５４】ウォームアップ時には、図６に示すよう
に、サブヒータ２７は、商用電源３４からの交流電力が
ドライバ３５及びスイッチＳ２を介して供給され、定着
ローラ２４の両端部を加熱する。また、メインヒータ２
６は、蓄電装置３８からスイッチＳ１を介して直流電流
が供給され、定着ローラ２４の中央部を加熱する。従っ
て、定着ローラ２４は、商用電源３４及び蓄電装置３８
からの電力によりメインヒータ２６及びサブヒータ２７
で加熱されて設定温度まで急速に立ち上がる。

【００５５】幅の狭い用紙２９が本実施形態の定着装置
に通紙される時には、図７に示すように、充電器３７は
商用電源３４からドライバ３６を介して供給される交流
電力を直流電力に変換してスイッチＳ１を介してメイン
ヒータ２６に供給し、メインヒータ２６は幅の狭い用紙
２９が通る定着ローラ２４の中央部を加熱する。したが
って、幅の狭い用紙２９は、定着ローラ２４及び加圧ロ
ーラ２５のニップ部における中央部を通ることで、全面
的にトナー画像が定着される。

【００５６】幅の広い用紙２９が本実施形態の定着装置
に通紙される時には、図８に示すように、メインヒータ
２６及びサブヒータ２７は、商用電源３４にスイッチＳ
２及びドライバ３５を介して直列に接続され、商用電源
３４からの交流電力がドライバ３５及びスイッチＳ２を
介して供給され、定着ローラ２４の中央部及び両端部を
加熱する。したがって、幅の広い用紙２９は、定着ロー
ラ２４及び加圧ローラ２５のニップ部における中央部及
び両端部を通ることで、全面的にトナー画像が定着され
る。

【００５７】図６〜図９の各状態のうち図８の状態で
は、メインヒータ２６及びサブヒータ２７が直列に接続
されるので、商用電源３４に接続されるヒータの抵抗が
最も大きくなり、ヒータに大電流が流れにくくなる。メ
インヒータ２６及びサブヒータ２７は、輻射ヒータであ
り、上述のように温度が低い時に突入電流が発生する。

【００５８】そこで、ＣＰＵ３３は、ウォームアップ時
には、電源投入から所定の時間、例えば０．５秒から１
秒程度（望ましくは０．５秒以下）が経過するまでは図
８の状態になるようにスイッチＳ１〜Ｓ３及びドライバ
３５、３６を制御し、その後のウォームアップ中には図
６の状態になるようにスイッチＳ１〜Ｓ３及びドライバ
３５、３６を制御する。このため、ウォームアップ時に
は、電源投入から所定の時間が経過するまではメインヒ
ータ２６及びサブヒータ２７が直列に接続されて突入電
流が低減される。この第２実施形態によれば、上記第１
実施形態と同様な効果得られる。

【００５９】図１０は本発明の第３実施形態を示す。こ
の第３実施形態の画像形成装置では、図示しない駆動部
により矢印方向に回転される像担持体としてのドラム状
感光体１０１の周りには、帯電手段１０２、クリーニン
グ手段１０３、感光体１０１上の静電潜像を顕像化する
現像手段としての現像スリーブ１０５を含む現像部１０
７、及び転写手段１０６が配置されている。

【００６０】感光体１０１は、帯電手段１０２により一
様に帯電された後に書き込み手段（露光手段）としての
レーザ光学系１４０からのレーザ光Ｌで露光されて静電
潜像が形成され、現像部１０７により静電潜像が現像さ
れてトナー像となる。この感光体１０１上のトナー像は
後述のように用紙Ｐへ転写され、感光体１０１はトナー
像転写後にクリーニング手段１０３によりクリーニング
される。したがって、帯電手段１０２、レーザ光学系１
４０、現像部１０７は感光体１０１上にトナー像を形成
する画像形成手段を構成している。

【００６１】装置下部には矢印ａ方向に着脱可能な給紙
カセット１１０を有する給紙装置が設けられている。給
紙カセット１１０内に収容された用紙からなるシートＰ
は、中板１１１で支えられ、図示しないスプリングの力
によってアーム１１２を介して給紙ローラ１１３に押し
付けられている。給紙ローラ１１３が回転することによ
って給紙カセット１１０内の最上紙は、図示しない制御
部から指令が発せられて給紙ローラ１１３が回転するこ
とによって給紙され、分離パッド１１４で重送を防止さ
れながら下流側のレジストローラ対１１５まで搬送され
る。

【００６２】装置右側には操作面が配置されており、操
作パネル１３０が外装部１３１の上部前面（図６の装置
上右側）で突き出ている。また、給紙トレイ１３２がピ
ン１３３により回動可能に取り付けられ、給紙トレイ１
３２内の最上位の用紙からなるシートは給紙ローラによ
り給紙されて分離パッドで重送を防止されながら下流側
のレジストローラ対１１５まで搬送される。給紙カセッ
ト１１０、１３２内の用紙はいずれか一方が選択的に給
紙される。

【００６３】レジストローラ対１１５は、搬送されてき
た用紙Ｐを感光体１０１上の画像（トナー像）と同期す
るようにタイミングをとって転写手段１０６に向けて送
り出す。転写手段１０６はレジストローラ対１１５から
送られてきた用紙Ｐへ感光体１０１上の画像を転写し、
この画像の転写された用紙Ｐは定着装置１１６に搬送さ
れる。定着装置１１６は、上述した第１実施形態の定着
装置または第２実施形態の定着装置が用いられ、用紙Ｐ
（上記用紙２９）上のトナーを加熱及び加圧により用紙
Ｐに定着させる。

【００６４】定着装置１１６からの定着済みの用紙Ｐ
は、排紙ローラ対１２０によって画像面を下にして排紙
口１２１より排紙トレイ１２２上に排出されてスタック
される。排出される用紙のサイズに対応するため、排紙
補助トレイ１２５は矢印ｂ方向にスライド可能となって
いる。図中左側に配置されたケース１３４内には、電源
回路１３５やプリント板１３６（エンジンドライバーボ
ード）等の電装・制御装置が収納され、コントローラボ
ード１３７も収納されている。この第３実施形態によれ
ば、定着装置１１６として上述した第１実施形態の定着
装置または第２実施形態の定着装置を用いたので、蓄電
装置専用にヒータを増やす必要がなくて熱源の熱容量増
加を招くことがなく、ウォームアップ時間をさらに短縮
することができる。

【００６５】本発明の第４実施形態では、上記第３実施
形態において、図１１に示すように蓄電装置３８は電気
二重層コンデンサであり、この電気二重層コンデンサ３
８の両端間の電圧が電圧検出回路３９により検出されて
該電圧検出回路３９の出力信号が入力回路４０を経てＣ
ＰＵ３３に取り込まれ、かつ、電気二重層コンデンサ３
８の放出電流が電流検出回路４１により検出されて該電
流検出回路４１の出力信号が入力回路４２を経てＣＰＵ
３３に取り込まれる。

【００６６】ＣＰＵ３３は、所定の時間毎に電圧検出回
路３９の検出電圧及び電流検出回路４１の検出電流から
電気二重層コンデンサ３８の内部抵抗を求め、この電気
二重層コンデンサ３８の内部抵抗が電気二重層コンデン
サ３８の初期の内部抵抗の２倍になったか否かをチェッ
クして電気二重層コンデンサ３８の内部抵抗が電気二重
層コンデンサ３８の初期の内部抵抗の２倍になった時に
は電気二重層コンデンサ３８が寿命に達したと判断して
操作パネルの図示しない表示部に警告し、もしくは電気
二重層コンデンサ３８への通電回路をスイッチＳ１で遮
断する。従って、寿命の長い電気二重層コンデンサ３８
は画像形成装置廃棄時に寿命が来ていなければ回収して
再利用することが可能となり、資源の有効利用と廃棄物
の低減、コストの低減を図ることができる。

【００６７】この第４実施形態によれば、蓄電装置３８
が電気二重層コンデンサであり、該電気二重層コンデン
サ３８の内部抵抗を検知する検知手段としての電圧検出
回路３９、電流検出回路４１及びＣＰＵ３３を備え、こ
の検知手段で電気二重層コンデンサ３８の内部抵抗が２
倍になったことを検知した場合には、警告表示装置とし
ての表示部により警告し、もしくは電気二重層コンデン
サ３８への通電回路を遮断するので、寿命の長い電気二
重層コンデンサを画像形成装置廃棄時に寿命が来ていな
ければ回収して再利用することが可能となり、資源の有
効利用と廃棄物の低減、コストの低減を図ることができ
る。

【００６８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、例えばヒータとして面状発熱抵抗体を
用いてもよく、ヒータが接する定着部材もしくは加圧部
材は絶縁性材料で構成してもよい。また、ヒータが接す
る定着部材もしくは加圧部材は断熱性材料で構成しても
よい。また、定着部材もしくは加圧部材に接する面状発
熱抵抗体は、定着部材もしくは加圧部材の停止時には定
着部材もしくは加圧部材に接触し、定着部材もしくは加
圧部材の回転時には定着部材もしくは加圧部材から離反
するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、蓄電装置専用にヒータを増やす必要がなくて熱源の
熱容量増加を招くことがなく、ウォームアップ時間をさ
らに短縮することができる。請求項２に係る発明によれ
ば、蓄電装置専用にヒータを増やす必要がなくて熱源の
熱容量増加を招くことがなく、ウォームアップ時間をさ
らに短縮することができる。

【００７０】請求項３に係る発明によれば、通紙時には
商用電源からヒータへの通電で長時間安定したヒータの
発熱が可能となる。請求項４に係る発明によれば、通紙
時には商用電源からヒータへの通電で長時間安定したヒ
ータの発熱が可能となる。請求項５に係る発明によれ
ば、輻射ヒータ特有の電源投入直後の突入電流を軽減す
ることができ、突入電流による周囲の機器への電圧低下
などの悪影響を低減できる。

【００７１】請求項６に係る発明によれば、用紙の通紙
幅に合わせて発熱幅を制御することができて非通紙部温
度上昇が発生せず、安全で長期の使用が可能となる。請
求項７に係る発明によれば、蓄電装置専用にヒータを増
やす必要がなくて熱源の熱容量増加を招くことがなく、
ウォームアップ時間をさらに短縮することができる。請
求項８に係る発明によれば、寿命の長いコンデンサを画
像形成装置廃棄時に寿命が来ていなければ回収して再利
用することが可能となり、資源の有効利用と廃棄物の低
減、コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のウォームアップ時の回
路接続状態を示すブロック図である。

【図２】同実施形態の幅狭の用紙が通紙される時の回路
接続状態を示すブロック図である。

【図３】同実施形態の幅広の用紙が通紙される時の回路
接続状態を示すブロック図である。

【図４】同実施形態の待機時の回路接続状態を示すブロ
ック図である。

【図５】同実施形態の概略を示す断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態のウォームアップ時の回
路接続状態を示すブロック図である。

【図７】同実施形態の幅狭の用紙が通紙される時の回路
接続状態を示すブロック図である。

【図８】同実施形態の幅広の用紙が通紙される時の回路
接続状態を示すブロック図である。

【図９】同実施形態の待機時の回路接続状態を示すブロ
ック図である。

【図１０】本発明の第３実施形態を示す断面図である。

【図１１】本発明の第４実施形態の一部を示すブロック
図である。

【図１２】蓄電装置を用いていない従来の定着装置の回
路構成を示すブロック図である。

【図１３】蓄電装置装置を用いた従来の定着装置の回路
構成を示すブロック図である。

【図１４】蓄電装置を用いていない従来の他の定着装置
の回路構成を示すブロック図である。

【図１５】蓄電装置装置を用いた従来の他の定着装置の
回路構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２４ 定着ローラ ２５ 加圧ローラ ２６ メインヒータ ２７ サブヒータ ３０、３１ 温度センサ ３３ ＣＰＵ ３４ 商用電源 ３５、３６ ドライバ Ｓ１〜Ｓ３ スイッチ ３７ 充電器 ３８ 蓄電装置 ３９ 電圧検出回路 ４１ 電流検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 尚志 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 由良 純 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 中藤 淳 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 大嶋 清 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 黒高 重夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 岸 和人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 池上 廣和 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H033 BA25 CA28 CA30 CA44 3K058 AA03 AA27 AA45 AA71 AA97 BA18 CA12 CA16 CA22 CB01 CB27 CD06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の幅を有する画像形成シートに対して
   トナーを定着させる定着装置において、発光分布が異な
   るメインヒータ及びサブヒータを備え、ウォームアップ
   時には前記メインヒータ及び前記サブヒータのどちらか
   一方には商用電源から通電して他方には蓄電装置から通
   電することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】複数の幅を有する画像形成シートに対して
   トナーを定着させる定着装置において、発光分布が異な
   るメインヒータ及びサブヒータを備え、ウォームアップ
   時には前記メインヒータには商用電源から通電して前記
   サブヒータには蓄電装置から通電することを特徴とする
   定着装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の定着装置におい
   て、ウォームアップ後には前記メインヒータ及び前記サ
   ブヒータに商用電源から通電することを特徴とする定着
   装置。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の定着装置におい
   て、ウォームアップ後には、前記メインヒータ及び前記
   サブヒータを直列に接続して商用電源から前記直列に接
   続した前記メインヒータ及び前記サブヒータに通電する
   ことを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着
   装置において、ウォームアップ時には電源投入直後の所
   定の時間が経過するまでは前記メインヒータ及び前記サ
   ブヒータを直列に接続して商用電源から前記直列に接続
   した前記メインヒータ及び前記サブヒータに通電するこ
   とを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着
   装置において、前記メインヒータは前記画像形成シート
   の搬送基準を主な発光範囲に含む輻射ヒータであって前
   記サブヒータは前記画像形成シートの搬送基準を主な発
   光範囲に含まない輻射ヒータであり、幅狭の画像形成シ
   ートが通される場合には前記メインヒータのみに通電し
   て該通電の制御により温度制御を行い、幅広の画像形成
   シートが通される場合には前記メインヒータ及び前記サ
   ブヒータに通電して該通電の制御により温度制御を行う
   ことを特徴とする定着装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１つに記載の定着
   装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の画像形成装置において、前
   記蓄電装置が電気二重層コンデンサであり、該電気二重
   層コンデンサの内部抵抗を検知する検知手段を備え、こ
   の検知手段で前記電気二重層コンデンサの内部抵抗が２
   倍になったことを検知した場合には、警告表示装置によ
   り警告し、もしくは前記電気二重層コンデンサへの通電
   回路を遮断することを特徴とする画像形成装置。