JP2008243823A - Image forming device - Google Patents

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Kazuto Kishi
和人 岸
Yasuhisa Kato
泰久 加藤
Akiyasu Amita
晃康 網田
Masami Okamoto
政己 岡本
Takatada Tsukioka
誉唯 月岡
Hirotada Takagi
啓正 高木
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a long life of a capacitor in an image forming device in which a fixing device of the image forming device uses a heating device equipped with the capacitor as an auxiliary power source. <P>SOLUTION: A heating section 2 is provided with a main heat generating body 2a and an auxiliary heat generating body 2b. A power is supplied from a main power source device 3 to the main heat generating body 2a, and a power is supplied from an auxiliary power source device 4 using the capacitor C to the auxiliary heat generating body 2b. The power supply from the capacitor C to the auxiliary heat generating body 2b accelerates the temperature rising of a fixing roller 40. When the device is in a mode for energy saving and in the state that the temperature t0 of the fixing roller 40 detected by a temperature sensor S is higher than room temperature, and that the power needs not to be fully supplied from the capacitor C to the auxiliary heat generating body 2b at the rising time, the voltage of the capacitor C is decreased, for example, by 0.1 V/cell, thereby elongating the life. The voltage adjusting control of the capacitor C may be performed using as an indication the device operation mode instead of the temperature of the fixing roller 40. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば各種材料や装置を加熱する加熱装置と、これを用いた定着装置及びこの定着装置を用いた電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にこれら装置による加熱の効率化を図ったものに関する。   The present invention relates to, for example, a heating device that heats various materials and apparatuses, a fixing device using the same, and an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile using the fixing device. It relates to the thing which aimed at efficiency of heating.

複写機等の画像形成装置には、普通紙やOHP等の記録媒体上に画像を形成するが、画像形成の高速性や画像品質、コスト等から電子写真方式が多く採用されている。電子写真方式は、記録媒体上にトナー像を形成し、形成したトナー像を熱と圧力で記録媒体に定着する方法である。定着方式としては、安全性等の面からヒートローラ方式が現在最も多く採用されている。ヒートローラ方式は、ハロゲンヒータ等の発熱部材により加熱する加熱ローラと、加熱ローラに対向配置する加圧ローラを圧接してニップ部と称される相互圧接部を形成し、このニップ部にトナー像が転写された記録媒体を通して加熱、加圧するもので、これによりトナーを記録媒体に定着させる。   In an image forming apparatus such as a copying machine, an image is formed on a recording medium such as plain paper or OHP, and an electrophotographic method is often employed because of high-speed image formation, image quality, cost, and the like. The electrophotographic method is a method in which a toner image is formed on a recording medium, and the formed toner image is fixed on the recording medium with heat and pressure. As the fixing method, the heat roller method is currently most frequently used from the viewpoint of safety and the like. In the heat roller method, a heat roller heated by a heat generating member such as a halogen heater and a pressure roller disposed opposite to the heat roller are pressed to form a mutual pressure contact portion called a nip portion, and a toner image is formed in the nip portion. Is heated and pressurized through the recording medium to which the toner has been transferred, thereby fixing the toner to the recording medium.

近年、環境問題が重要となり、複写機やプリンタ等の画像形成装置も省エネルギ化が進んでいる。この画像形成装置の省エネルギを考えるに当たって無視できないのは、トナーを記録媒体に定着する定着装置の省電力である。そこで、画像形成装置の待機時における定着装置の消費電力の低減としては、待機時には加熱ローラの温度を定着温度よりやや低い一定の温度に保っておき、使用時に直ちに使用可能温度まで立ち上げ、使用者が定着ローラの昇温を待つことがないようにする方式が多く採用されている。この方式の場合、定着装置を使用していないときにもある程度の電力を供給しておかなければならず、それによって余分なエネルギを消費するようになっている。この待機時の消費エネルギは、画像形成装置を構成する機器の消費エネルギの約7割から8割に該当すると言われている。   In recent years, environmental problems have become important, and energy saving is also progressing in image forming apparatuses such as copying machines and printers. In considering the energy saving of this image forming apparatus, what cannot be ignored is the power saving of the fixing device for fixing the toner to the recording medium. Therefore, to reduce the power consumption of the fixing device during standby of the image forming apparatus, the temperature of the heating roller is kept at a constant temperature slightly lower than the fixing temperature during standby, and immediately rises to a usable temperature during use. Many methods are employed so that the user does not wait for the temperature of the fixing roller to rise. In the case of this method, a certain amount of power must be supplied even when the fixing device is not used, thereby consuming extra energy. This standby energy consumption is said to correspond to approximately 70% to 80% of the energy consumption of the devices constituting the image forming apparatus.

したがって、待機時の消費エネルギを削減し、より省電力化を図ることが望まれるようになってきており、未使用時には電力供給をゼロにすることが求められている。しかしながら、待機時にエネルギ消費をゼロにすると、定着装置の加熱ローラは鉄やアルミ等の金属ローラを主に使用していて熱容量が大きいため、約180℃前後の使用可能温度にまで昇温するには数分から十数分という長い加熱時間が必要になる。このような待ち時間は、使用者の使い勝手を悪化させてしまうので、消費電力が極力小さく、その一方で待機状態からの立ち上がりが速い加熱方式が望まれている。   Accordingly, it has been desired to reduce energy consumption during standby and to further save power, and there is a demand for zero power supply when not in use. However, if energy consumption is reduced to zero during standby, the heating roller of the fixing device mainly uses a metal roller such as iron or aluminum and has a large heat capacity, so the temperature rises to a usable temperature of about 180 ° C. Requires a long heating time of several minutes to several tens of minutes. Such a waiting time deteriorates the usability of the user, so that a heating method that consumes as little power as possible while rapidly rising from the standby state is desired.

加熱ローラの昇温時間を短くするためには、単位時間の投入エネルギ、すなわち定格電力を大きくすると良いことは明らかであり、実際に、プリント速度が速い高速機と称される画像形成装置には、電源電圧を200Vにして対応しているものも多い。しかしながら、日本国内の一般的なオフィスでは、商用電源は100V、15Aであり、200Vに対応させるには設置場所の電源関連設備に特別な工事を施す必要があり、200Vへの対応化はあまり一般的な解決法とはいえない。   In order to shorten the heating time of the heating roller, it is clear that it is better to increase the input energy per unit time, that is, the rated power. In fact, in an image forming apparatus called a high-speed machine with a high printing speed, In many cases, the power supply voltage is 200V. However, in general offices in Japan, the commercial power supply is 100V, 15A, and in order to make it compatible with 200V, it is necessary to perform a special work on the power-related equipment at the installation site, and the use of 200V is not so common. It's not an ideal solution.

すなわち、100V、15Aの商用電源を使用するかぎり、加熱ローラを短時間で昇温させようとしても、最大投入エネルギーが電源により決まってしまうので、これを改善するために、定着装置が待機状態になったときに一定レベルだけ低い電圧を加熱ローラに供給して定着装置の温度が下がることを遅らせたり(例えば特許文献1参照)、定着装置の待機時に補助電源である二次電池を充電し、定着装置を立ち上げたときに主電源装置と二次電池や一次電池から電力を供給して立ち上がり時間を短縮するようにしたり(例えば特許文献2参照)している。   In other words, as long as a commercial power supply of 100 V and 15 A is used, the maximum input energy is determined by the power supply even if the temperature of the heating roller is increased in a short time. To improve this, the fixing device is put in a standby state. When the temperature of the fixing device becomes low, a voltage lower by a certain level is supplied to the heating roller to delay the temperature of the fixing device from dropping (for example, refer to Patent Document 1), or the secondary battery as an auxiliary power source is charged during standby of the fixing device, When the fixing device is started up, power is supplied from the main power supply device and the secondary battery or the primary battery to shorten the rising time (see, for example, Patent Document 2).

しかし、特許文献1に示された技術は、待機時においても定着装置に一定レベルだけ低い電圧を供給しているため、十分な省電力とはいえないものとなっている。また、立ち上げ時の最大供給電力を主電源装置から供給する電力より高めることを主にしたものではない。一方、特許文献2に示された定着装置は、立ち上げ時に主電源装置と二次電池や一次電池から電力を供給しており、二次電源としては一般に鉛蓄電池、ニカド電池、ニッケル水素電池を使用している。このような二次電池は、充放電を繰り返すと容量が劣化して低下していき、大電流で放電するほど寿命が短いという性質を持つ。またメモリ効果による容量低下という現象もある。一般的に大電流で長寿命とされているものでも、充放電の繰り返し回数は約500〜1000回程度であり、一日に20回の充放電を繰り返すと一ヶ月程度で電池の寿命が来てしまうことになる。したがって電池の交換頻度が多くなり、そのぶん手間がかかり、交換する電池代等のランニングコストもかさむ。さらに鉛蓄電池では電解液に液体の硫酸を使用する等、オフィス用機器としては好ましくない点もある。   However, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 is not sufficient power saving because it supplies a low voltage to the fixing device by a certain level even during standby. Moreover, the maximum supply power at the time of start-up is not mainly intended to be higher than the power supplied from the main power supply device. On the other hand, the fixing device disclosed in Patent Document 2 supplies power from a main power supply device and a secondary battery or a primary battery at the time of start-up. As a secondary power supply, a lead storage battery, a nickel cadmium battery, or a nickel metal hydride battery is generally used. I use it. Such a secondary battery has a property that the capacity deteriorates and decreases when charging and discharging are repeated, and the life is shortened as discharging is performed with a large current. There is also a phenomenon of capacity reduction due to the memory effect. Even if it is generally considered to have a long life with a large current, the number of charge / discharge cycles is about 500 to 1000 times. If 20 cycles of charge / discharge are repeated per day, the battery life will be reached in about one month. It will end up. Therefore, the replacement frequency of the battery is increased, and it takes much labor, and the running cost such as the cost of the battery to be replaced increases. Furthermore, in lead storage batteries, liquid sulfuric acid is used as the electrolyte, which is undesirable for office equipment.

また、大電力の供給を開始したり停止したりする際の急激な電流変化や突入電力等により加熱ローラが内蔵している加熱用回路への負荷が増大するとともに、周辺回路にも投入電流が流れてノイズが発生するという問題もある。このため、大容量の補助電源からの電力供給を頻繁にオン、オフさせることは好ましくない。また、大容量の電力を一度に供給すると供給過剰になり、加熱用回路の温度が上昇しすぎる可能性もある。   In addition, the load on the heating circuit built in the heating roller increases due to a sudden current change or inrush power when starting or stopping the supply of large power, and input current is also applied to the peripheral circuits. There is also a problem that noise flows and flows. For this reason, it is not preferable to frequently turn on and off the power supply from the large-capacity auxiliary power supply. In addition, if a large amount of power is supplied at once, there is a possibility that the supply will be excessive and the temperature of the heating circuit will rise too much.

このような点を改善し、省電力効果を高めるとともに、大電力を供給する際の突入電流や急激な電流変化によるノイズを低減させ、かつ立ち上がり時間を短縮し、温度が上がりすぎることを防止することができる定着装置として、補助電源装置に充放電可能なキャパシタを使用し、充電器は主電源装置から供給される電力で補助電源装置のキャパシタを充電し、切替装置は補助電源装置の充電と補助電源装置からの補助発熱体に対する電力供給を切り替え、補助電源装置から補助発熱体に供給する電力量を調整する装置が提案されている(例えば特許文献3参照)。キャパシタの基本機能としては、キャパシタから供給する電力によって補助ヒータを発熱させ、この熱を用いて加熱ローラが所定温度まで立ち上る時間を短縮すること、及び通紙時の定着温度の低下を防止することである。   These points are improved to improve the power saving effect, reduce noise due to inrush current and sudden current change when supplying large power, shorten the rise time, and prevent the temperature from rising excessively. As the fixing device that can be used, a chargeable / dischargeable capacitor is used for the auxiliary power supply, the charger charges the capacitor of the auxiliary power supply with power supplied from the main power supply, and the switching device charges the auxiliary power supply. There has been proposed a device that switches power supply from an auxiliary power supply to an auxiliary heating element and adjusts the amount of power supplied from the auxiliary power supply to the auxiliary heating element (see, for example, Patent Document 3). As a basic function of the capacitor, the auxiliary heater is heated by the electric power supplied from the capacitor, and using this heat, the time for the heating roller to rise to a predetermined temperature is shortened, and the fixing temperature is prevented from lowering when passing paper. It is.

特開平10−10913号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-10913 特開平10−282821号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-282821 特開2002−184554号公報JP 2002-184554 A

キャパシタは、電池に比べると相当に寿命が長いが、充放電を繰り返すことにより、やはり寿命が短くなってゆく。電気二重層キャパシタと称されて近年開発が進んでいるもの等においては、充放電の許容繰り返し回数が1万回以上であるといわれているものの、複写機等の画像形成装置、特に断続的な使用を繰り返すものにおいてはさらに長寿命化が望まれるところである。   Capacitors have a considerably longer life than batteries, but their life is also shortened by repeated charging and discharging. In what is called an electric double layer capacitor and has been developed in recent years, although it is said that the allowable number of repetitions of charging and discharging is 10,000 or more, image forming apparatuses such as copying machines, especially intermittent In the case of repeated use, a longer life is desired.

本発明は上記従来の問題点を解決できる加熱装置、これを用いた定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a heating device that can solve the above-described conventional problems, a fixing device using the same, and an image forming device using the fixing device.

本発明に係る加熱装置は、上記目的を達成するために、加熱部、該加熱部に電力を供給して加熱するための出力電圧値を変更可能な蓄電装置、及び該蓄電装置の出力電圧を制御する制御手段を有し、上記加熱部が、上記蓄電装置から供給される電力により発熱する発熱体を有し、上記蓄電装置が充放電可能なキャパシタを備える加熱装置において、上記被加熱体による加熱部位の周囲温度を検出する温度検出手段を備え、上記制御手段が、上記温度検出手段により検出した温度が所定温度以上の場合に上記キャパシタの電圧を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行うものであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a heating device according to the present invention has a heating unit, a power storage device capable of changing an output voltage value for supplying power to the heating unit for heating, and an output voltage of the power storage device. In a heating device having a control means for controlling, wherein the heating unit includes a heating element that generates heat by the electric power supplied from the power storage device, and the power storage device includes a chargeable / dischargeable capacitor. Temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the heating part, and the control means sets the voltage of the capacitor lower than the highest value at least when the temperature detected by the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature. Control is performed.

本発明に係る定着装置は、上記目的を達成するために、請求項1の加熱装置を備え、上記加熱対象物が、上記発熱体により加熱される定着手段と摺接または近接通過する記録媒体であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention comprises the heating device according to claim 1, wherein the heating object is a recording medium that slides in close proximity to or passes through a fixing unit heated by the heating element. It is characterized by being.

本発明の請求項3に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、請求項2の定着装置を備える画像形成装置であって、装置本体内に上記温度検出手段を備え、該装置本体内の温度が所定温度以上の場合に上記キャパシタの電圧を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行うものであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a third aspect of the present invention is an image forming apparatus including the fixing device according to the second aspect, wherein the apparatus main body includes the temperature detecting unit, and the apparatus main body. When the internal temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the capacitor voltage is controlled to be set lower than the highest value at least.

本発明の請求項4に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、請求項2の定着装置を備える画像形成装置であって、上記温度検出手段に代えて装置動作モードの設定を検出するモード検知手段を備え、該モード検知手段が、装置動作モードが省エネルギ動作モードであることを検知した場合に、上記制御手段が、上記キャパシタの電圧を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行う
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is an image forming apparatus including the fixing device according to the second aspect, wherein the setting of the apparatus operation mode is detected instead of the temperature detecting means. Mode detecting means, and when the mode detecting means detects that the apparatus operation mode is the energy saving operation mode, the control means sets the voltage of the capacitor to be lower than the highest value at least. It is characterized by performing control.

本発明に係る加熱装置、これを用いた定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置は以上説明してきたように、蓄電装置により加熱される被加熱体による加熱部位の周囲温度を検出する温度検出手段を備え、検出した温度が所定温度以上の場合に蓄電装置の出力電圧値を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行うので、キャパシタの寿命を向上させ得るという効果がある。   As described above, the heating device according to the present invention, the fixing device using the heating device, and the image forming device using the fixing device are temperatures that detect the ambient temperature of the heated portion heated by the power storage device. Since the detection means is provided and when the detected temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the output voltage value of the power storage device is controlled to be set lower than the highest value at least, there is an effect that the life of the capacitor can be improved.

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

図1は、本発明に係る電子写真方式の複写機やプリンタ装置等の画像形成装置を概念的に示す断面図である。本実施形態の画像形成装置は主に、原稿を読み取る読み取りユニット11、画像を形成する画像形成部12、自動原稿搬送装置(ADF)13、ADF13から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ14、給紙カセット15ないし18を備える給紙部19、記録用紙をスタックする排紙部(排紙トレイ20)により構成してある。   FIG. 1 is a cross-sectional view conceptually showing an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer according to the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment mainly includes a reading unit 11 that reads a document, an image forming unit 12 that forms an image, an automatic document feeder (ADF) 13, a document discharge tray 14 that stacks documents sent from the ADF 13, The sheet feeding unit 19 includes sheet feeding cassettes 15 to 18 and a sheet discharge unit (sheet discharge tray 20) for stacking recording sheets.

そして、ADF13の原稿台21上に原稿Dをセットして図示せぬ操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、最上位の原稿Dがピックアップローラ22の回転により矢印B1方向へ送り出され、原稿搬送ベルト23の回転により、画像読み取りユニット11に固定されたコンタクトガラス24上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス24上に載置された原稿Dの画像は、画像形成部12とコンタクトガラス24の間に位置する読み取り装置25によって読み取る。読み取り装置25は、コンタクトガラス24上の原稿Dを照明する光源26、原稿画像を結像する光学系27、原稿画像を結像させるCCD等からなる光電変換素子28等を有している。画像読み取り終了後、原稿Dを搬送ベルト23の回転により矢印B2方向へ搬送して排紙トレイ14上へ排出する。このように、原稿Dを1枚ずつコンタクトガラス14上へ給送して原稿画像を画像読み取りユニット1によって読み取る。   Then, when the document D is set on the document table 21 of the ADF 13 and an operation on an operation unit (not shown), for example, a press operation of a print key is performed, the uppermost document D is sent out in the direction of the arrow B1 by the rotation of the pickup roller 22 Then, by the rotation of the document conveying belt 23, the paper is fed onto the contact glass 24 fixed to the image reading unit 11, and stops there. The image of the document D placed on the contact glass 24 is read by a reading device 25 located between the image forming unit 12 and the contact glass 24. The reading device 25 includes a light source 26 that illuminates the document D on the contact glass 24, an optical system 27 that forms an image of the document, a photoelectric conversion element 28 that includes a CCD that forms an image of the document, and the like. After the image reading is completed, the document D is transported in the direction of arrow B2 by the rotation of the transport belt 23 and discharged onto the paper discharge tray 14. In this way, the document D is fed one by one onto the contact glass 14 and the document image is read by the image reading unit 1.

一方、画像形成部2の内部には、像担持体である感光体30が配置してある。感光体30は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置31によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット32からは、読み取り装置25によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Lを照射し、帯電させた感光体30の表面をこのレーザ光Lで露光し、これによって感光体30の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置33を通るとき、対向する転写装置34によって感光体30と転写装置34の間に給送された記録媒体Pに転写する。トナー像転写後の感光体30の表面は、クリーニング装置35によって清掃する。   On the other hand, a photoreceptor 30 as an image carrier is disposed inside the image forming unit 2. The photoconductor 30 is rotated in the clockwise direction in the figure, and the charging device 31 charges the surface to a predetermined potential. Further, the writing unit 32 emits a laser beam L that is light-modulated in accordance with image information read by the reading device 25, and the surface of the charged photoreceptor 30 is exposed with the laser beam L, whereby the photoreceptor is exposed. An electrostatic latent image is formed on the surface 30. When the electrostatic latent image passes through the developing device 33, the electrostatic latent image is transferred to the recording medium P fed between the photosensitive member 30 and the transfer device 34 by the opposing transfer device 34. The surface of the photoconductor 30 after the toner image is transferred is cleaned by a cleaning device 35.

画像形成部2の下部に配置した複数の給紙カセット15ないし18には、紙等の記録媒体Pを収容してあり、いずれかの給紙カセット15ないし18から記録媒体Pを矢印B3方向へ送り出し、その記録媒体Pの表面に、上述のように感光体30の表面に形成したトナー像を転写する。次に、記録媒体Pを矢印B4で示すように画像形成部2内の定着装置36を通し、熱と圧力の作用によって記録媒体Pの表面に転写されたトナー像を定着させる。定着装置36を通った記録媒体Pを排出ローラ対37によって搬送し、矢印B5で示すように排紙トレイ20へ排出し、スタックする。   A plurality of paper feed cassettes 15 to 18 arranged in the lower part of the image forming unit 2 contain recording media P such as paper, and the recording media P is fed from any of the paper feed cassettes 15 to 18 in the direction of arrow B3. The toner image formed on the surface of the photoreceptor 30 as described above is transferred onto the surface of the recording medium P. Next, the recording medium P is passed through the fixing device 36 in the image forming unit 2 as indicated by an arrow B4, and the toner image transferred onto the surface of the recording medium P by the action of heat and pressure is fixed. The recording medium P that has passed through the fixing device 36 is conveyed by the discharge roller pair 37, discharged to the discharge tray 20 as indicated by an arrow B5, and stacked.

図2は、記録媒体Pに転写されたトナー像を加熱、加圧して記録媒体に固着させる定着装置36の一例を示す断面図、図3は定着装置36が備える本発明に係る加熱装置の一実施形態の構成を示す回路図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a fixing device 36 that heats and pressurizes the toner image transferred to the recording medium P and fixes the toner image to the recording medium. FIG. 3 shows one example of the heating device according to the present invention provided in the fixing device 36. It is a circuit diagram which shows the structure of embodiment.

図示の定着装置36は、定着ローラ40と加圧ローラ41を有し、定着ローラ40には、例えばハロゲンヒータからなる主発熱体2aと補助発熱体2bからなる加熱部2を内蔵し、定着ローラ40と加圧ローラ41とで、トナーTが載った記録媒体Pを通過させて加圧、加熱するニップ部Nを形成している。   The illustrated fixing device 36 includes a fixing roller 40 and a pressure roller 41. The fixing roller 40 includes a heating unit 2 including, for example, a main heating element 2a including a halogen heater and an auxiliary heating element 2b. 40 and the pressure roller 41 form a nip portion N that passes and pressurizes and heats the recording medium P on which the toner T is placed.

また本実施形態の加熱装置1は、加熱部2、主電源装置3、補助電源装置4、メインスイッチ5、充電器6、切替装置7及び制御手段8を有する。なお図3では主発熱体2aと補助発熱体2bからなる加熱部2を定着ローラ40の外側に位置させて描いてあるが、これは図示の都合によるものであり、両発熱体2a、2bは定着ローラ40内に設ける。   The heating device 1 of this embodiment includes a heating unit 2, a main power supply device 3, an auxiliary power supply device 4, a main switch 5, a charger 6, a switching device 7, and a control unit 8. In FIG. 3, the heating unit 2 composed of the main heating element 2a and the auxiliary heating element 2b is drawn outside the fixing roller 40. However, this is for convenience of illustration, and both the heating elements 2a, 2b Provided in the fixing roller 40.

加熱部2は、主電源装置3から供給される電力により発熱する主発熱体2aと、補助電源装置4から供給される電力により発熱する補助発熱体2bを有し、被加熱体である定着ローラ40を加熱するようになっている。主電源装置3は、詳細な図示は省略するが、加熱装置1を設置した画像形成装置内において商用電源から電源供給を受ける。主電源装置3は、例えばコンセント等から供給される電力を、加熱部2に応じた電圧に調整しかつ交流から直流へ整流する等の機能を有するが、周知であるので詳細な図示及び説明は省略する。   The heating unit 2 includes a main heating element 2a that generates heat by the electric power supplied from the main power supply device 3, and an auxiliary heating element 2b that generates heat by the electric power supplied from the auxiliary power supply device 4, and is a fixing roller that is a heated object. 40 is heated. Although not shown in detail, the main power supply device 3 is supplied with power from a commercial power supply in the image forming apparatus in which the heating device 1 is installed. The main power supply device 3 has functions such as adjusting power supplied from an outlet or the like to a voltage corresponding to the heating unit 2 and rectifying from AC to DC. Omitted.

補助電源装置4は、充放電可能なキャパシタCを有する。キャパシタCとしては、例えば80F程度の静電容量を有するキャパシタを使用してもよいが、電気二重層キャパシタと称される2000F程度以上の静電容量を有し、数秒から数10秒の電力供給には十分な容量を備えているものが適する。すなわち電気二重層キャパシタ等のキャパシタは、二次電池とは異なり、化学反応を伴わないために優れた特徴を有するためである。   The auxiliary power supply 4 has a chargeable / dischargeable capacitor C. As the capacitor C, for example, a capacitor having a capacitance of about 80 F may be used, but it has a capacitance of about 2000 F or more called an electric double layer capacitor, and supplies power for several seconds to several tens of seconds. The one having a sufficient capacity is suitable. That is, unlike a secondary battery, a capacitor such as an electric double layer capacitor has excellent characteristics because it does not involve a chemical reaction.

既に述べたように、二次電池として一般的なニッケル−カドミウム電池を用いた補助電源装置では、急速充電を行っても数時間という長い時間を要するが、キャパシタを用いた補助電源装置4では数分程度の急速な充電が可能であり、同一時間内で待機状態と加熱状態を繰り返した場合、キャパシタを用いた補助電源装置4を使用することにより、加熱立ち上げ時に確実に補助電源装置4から電力を供給することができ、加熱部2を短時間で所定の温度に立ち上げることができる。また、ニッケル−カドミウム電池は充放電の許容繰り返し回数が500回から1000回程度であるため、加熱用の補助電源としては寿命が短く、交換の手間やコストが問題となるが、電気二重層キャパシタを用いた補助電源装置4は充放電の許容繰り返し回数が1万回以上であるとともに、充放電の繰り返しによる劣化も少なく、さらに、鉛蓄電池のように液交換や補充なども必要がないため、メンテナンスをほとんど必要とせず、長期間安定して使用することができる。   As already described, in the auxiliary power supply using a general nickel-cadmium battery as a secondary battery, a long time of several hours is required even if rapid charging is performed, but in the auxiliary power supply 4 using a capacitor, several times are required. When the standby state and the heating state are repeated within the same time, the auxiliary power supply device 4 using a capacitor can be used to ensure that the auxiliary power supply device 4 can Electric power can be supplied, and the heating unit 2 can be raised to a predetermined temperature in a short time. In addition, since the nickel-cadmium battery has an allowable number of repetitions of charge / discharge of about 500 to 1000 times, it has a short life as an auxiliary power source for heating, and the trouble and cost of replacement are problematic. Auxiliary power supply device 4 using a battery has an allowable number of repetitions of charge and discharge of 10,000 times or more, is less deteriorated by repeated charge and discharge, and does not require liquid replacement or replenishment like lead-acid batteries. It requires little maintenance and can be used stably for a long time.

なお電気二重層キャパシタは、誘電体がなく、個体電極と溶液界面にできるイオンまたは溶媒分子の電荷が集中した電気二重層のイオン吸着層の吸、脱着反応(充、放電)を利用するもので、繰り返し充放電に強くて寿命が長く、メンテナンスの必要がなく、環境にやさしく、しかも充放電効率が高い等の優れた特徴を有し、最近では静電容量が数万F、エネルギー密度が十数Wh/lという大容量のものも開発され、一層の大容量化が図られつつある。   An electric double layer capacitor does not have a dielectric, and uses the absorption and desorption reactions (charging and discharging) of the ion adsorbing layer of the electric double layer in which the charge of ions or solvent molecules formed at the solid electrode and solution interface is concentrated. It has excellent characteristics such as strong resistance to repeated charge and discharge, long life, no maintenance, environmental friendliness, and high charge and discharge efficiency. Recently, it has a capacitance of tens of thousands of F and an energy density of 10 A large capacity of several Wh / l has been developed, and the capacity is being increased further.

メインスイッチ5は、主電源装置3から主発熱体2aに供給する電力をオン/オフするものであり、充電器6は、主電源装置3から供給される電力で補助電源装置4のキャパシタCを充電する。また切替装置7は、補助電源装置4の充電と補助電源装置4からの補助発熱体2bに対する電力供給を切りえ替るものである。   The main switch 5 turns on / off the power supplied from the main power supply 3 to the main heating element 2a, and the charger 6 turns on the capacitor C of the auxiliary power supply 4 with the power supplied from the main power supply 3. Charge. The switching device 7 switches charging of the auxiliary power supply 4 and power supply from the auxiliary power supply 4 to the auxiliary heating element 2b.

制御手段8は、スイッチ9とCPU10を有し、予め設定された後述する条件で補助電源装置4から補助発熱体2bに供給する電力をオン/オフ等させる制御を行う。ただし、図示の制御手段8の構成は、加熱部2の制御を行う部分だけを示す単なる一例であって、画像形成装置全体の制御を行う装置で兼用する等の種々の構成を採用できる。また補助電源装置4に対する制御のための接続形態等も図示の例に限定されない。例えば切替装置7を切り替えてオン/オフ等の制御を行う構成等々種々の形態を採用できる。   The control means 8 has a switch 9 and a CPU 10 and performs control to turn on / off the power supplied from the auxiliary power supply device 4 to the auxiliary heating element 2b under preset conditions described later. However, the configuration of the control means 8 shown in the drawing is merely an example showing only a portion that controls the heating unit 2, and various configurations such as a device that controls the entire image forming apparatus can be employed. Further, the connection form for controlling the auxiliary power supply 4 is not limited to the illustrated example. For example, various forms such as a configuration in which the switching device 7 is switched to perform on / off control or the like can be employed.

このような加熱装置1の基本的な動作を説明する。まず待機時には、切替装置7を切り替て補助電源装置4に充電器6を接続し、補助電源装置4のキャパシタCを充電しておく。この状態で加熱装置1で加熱部2を加熱するときは、メインスイッチ5をオンにして主電源装置3から主発熱体2aに電力を供給し、同時に切替装置7を切り替て補助電源装置4から補助発熱体2bに電力を供給し、加熱部2に大容量の電力を供給する。このように加熱部2の加熱を開始するときに、主電源装置3と補助電源装置4の両方から大容量の電力を加熱部2に供給するから、加熱部2を短時間で所定の温度に立ち上げることができる。   The basic operation of such a heating device 1 will be described. First, at the time of standby, the switching device 7 is switched and the charger 6 is connected to the auxiliary power supply device 4 to charge the capacitor C of the auxiliary power supply device 4. When heating the heating unit 2 with the heating device 1 in this state, the main switch 5 is turned on to supply power from the main power supply device 3 to the main heating element 2a, and at the same time, the switching device 7 is switched to start from the auxiliary power supply device 4. Electric power is supplied to the auxiliary heating element 2b, and a large amount of electric power is supplied to the heating unit 2. Thus, when heating of the heating unit 2 is started, a large amount of power is supplied from both the main power supply device 3 and the auxiliary power supply device 4 to the heating unit 2, so that the heating unit 2 is brought to a predetermined temperature in a short time. Can be launched.

また、補助電源装置4で加熱部2の補助発熱体2bに電力を供給して加熱を開始してから予め定めた所定の時間が経過したときに、制御手段8は補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断して加熱部2の過熱を防止して所定の温度に維持する。補助電源装置4から補助発熱体2bに供給する電力は、供給を開始してから時間が経過するにつれて低減する。この供給電力の低減量に応じて、補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断する時間を定め、供給電力がある程度低減したときに補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断すると、大電力を供給している状態で遮断するときに発生する周囲回路の各部品の劣化や電磁ノイズを防止することができる。   Further, when a predetermined time elapses after the auxiliary power supply 4 supplies electric power to the auxiliary heating element 2b of the heating unit 2 and starts heating, the control means 8 receives auxiliary heating from the auxiliary power supply 4. The electric power supplied to the body 2b is cut off to prevent overheating of the heating unit 2 and maintained at a predetermined temperature. The power supplied from the auxiliary power supply 4 to the auxiliary heating element 2b decreases as time elapses after the supply is started. A time for cutting off the power supplied from the auxiliary power supply 4 to the auxiliary heating element 2b is determined according to the reduction amount of the supplied power, and when the supply power is reduced to some extent, the auxiliary power supply 4 changes to the auxiliary heating element 2b. When the supplied power is cut off, it is possible to prevent deterioration of each component of the surrounding circuit and electromagnetic noise that occur when cutting off in the state of supplying a large amount of power.

このような構成の定着装置36に送られたトナー像Tが転写された記録媒体Pは、定着ローラ40と加圧ローラ41の間に搬送され、一定温度に加熱された定着ローラ40によりトナーTを加熱溶融し、記録媒体Pにトナー像として定着させる。そのため定着ローラ40の加熱部2が有する主発熱体2aと補助発熱体2bには主電源装置3と補助電源装置4から電力を供給し、それにより定着ローラ40の温度を上昇させ、かつ補助電源装置4から供給する電力をオン/オフ制御することにより、定着ローラ40の温度が高くなりすぎることを防止して、定着温度を一定温度あるいは所望の温度に保ち、または所要の温度変化を示すように制御することにより、トナーTを安定して加熱溶融させ、良質なトナー像Tを記録媒体Pに定着させる。また、定着ローラ40に内蔵した加熱部2の主発熱体2aと補助発熱体2bに主電源装置3と補助電源装置4から電力を供給して定着ローラ40の温度を上昇させるので、定着ローラ40の表面温度を所定の定着温度まで迅速に上昇させることができるようになっている。   The recording medium P to which the toner image T sent to the fixing device 36 having such a configuration is transferred is conveyed between the fixing roller 40 and the pressure roller 41, and the toner T is heated by the fixing roller 40 heated to a constant temperature. Is heated and melted and fixed on the recording medium P as a toner image. Therefore, power is supplied from the main power supply device 3 and the auxiliary power supply device 4 to the main heating element 2a and the auxiliary heating element 2b included in the heating unit 2 of the fixing roller 40, thereby increasing the temperature of the fixing roller 40 and the auxiliary power supply. By controlling on / off of the power supplied from the device 4, the temperature of the fixing roller 40 is prevented from becoming too high, and the fixing temperature is kept at a constant temperature or a desired temperature, or a required temperature change is shown. Thus, the toner T is stably heated and melted, and a good quality toner image T is fixed on the recording medium P. Further, since the power is supplied from the main power supply device 3 and the auxiliary power supply device 4 to the main heating element 2a and the auxiliary heating element 2b of the heating unit 2 built in the fixing roller 40, the temperature of the fixing roller 40 is raised. The surface temperature of the toner can be quickly raised to a predetermined fixing temperature.

図4は上記のように構成した画像形成装置の使用電力の変化を示す図(A)とキャパシタCの電圧変化を示す図(B)である。待機時にあまり電力を消費していない状態から、画像形成の開始とともに使用電力は上限値まで増大し、画像形成時は上限値から少し少なくなり、その後に待機時の状態へと戻る。一般的には、画像形成時に電力的に余裕がある(図4中にXで示す)ことを利用して補助電源装置4のキャパシタCを充電している。キャパシタCの出力電圧は、待機時に最高値を示し、立ち上げ時に定着ローラ40の加熱のために電力を供給することによって下がり、画像形成時に充電を受けることによって待機時の状態へと復帰する。   FIG. 4A is a diagram showing a change in power consumption of the image forming apparatus configured as described above, and FIG. 4B is a diagram showing a voltage change in the capacitor C. From the state in which less power is consumed during standby, the power consumption increases to the upper limit with the start of image formation, decreases slightly from the upper limit during image formation, and then returns to the standby state. In general, the capacitor C of the auxiliary power supply device 4 is charged by utilizing the fact that there is a power margin during image formation (indicated by X in FIG. 4). The output voltage of the capacitor C shows the maximum value during standby, decreases when supplying power for heating the fixing roller 40 during startup, and returns to the standby state when charged during image formation.

図4(B)において、実線で示すのは画像形成中に充電した場合、一点鎖線で示すのは画像形成直後に充電した場合である。一般的には画像形成直後に充電するが、これは、直前の画像形成を終えた直後に画像形成を行うときにキャパシタCの充電が完了していないとcpm(コピー速度)の低下や充電待ち時間が発生し、画像形成装置全体としての機能が低下するためである。すなわち、補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断したとき、補助電源装置4には十分に充電されていない状態となる。そこで加熱部2の温度が安定して比較的電力を消費しないときに、切替装置7を充電器6側に切り替て補助電源装置4に充電器6を接続して主電源装置3から供給される電力で補助電源装置4を充電しておく。そして加熱部2に再度多量の電力を供給する必要があるとき、主電源装置3とともに補助電源装置4から電力を供給して加熱部2に多量のエネルギを供給する。   In FIG. 4B, the solid line indicates charging when image formation is performed, and the alternate long and short dash line indicates charging immediately after image formation. Generally, charging is performed immediately after image formation. This is because, when image formation is performed immediately after the previous image formation is completed, if charging of the capacitor C is not completed, cpm (copy speed) decreases or charging waits. This is because time is generated and the function of the entire image forming apparatus is deteriorated. That is, when the power supplied from the auxiliary power supply 4 to the auxiliary heating element 2b is cut off, the auxiliary power supply 4 is not sufficiently charged. Therefore, when the temperature of the heating unit 2 is stable and relatively no power is consumed, the switching device 7 is switched to the charger 6 side, and the charger 6 is connected to the auxiliary power supply 4 to be supplied from the main power supply 3. The auxiliary power supply 4 is charged with electric power. When it is necessary to supply a large amount of power again to the heating unit 2, a large amount of energy is supplied to the heating unit 2 by supplying power from the auxiliary power supply device 4 together with the main power supply device 3.

また長時間装置を使用しないとキャパシタCの電圧は自然放電によって低下し、装置の立ち上がりに時間がかかってしまうため、キャパシタCの電圧を自動的に検知して自動的に充電する等の手法が採用されている。この場合、例えば2.5V/セルという最大電圧に常にキャパシタCの電圧を保持することになる。しかしながら、既述のように上述のような充電、放電をくり返せば、キャパシタCの寿命がかなり長いとしても、使用可能な期間を縮めることになる。   If the device is not used for a long time, the voltage of the capacitor C decreases due to spontaneous discharge, and it takes time to start up the device. Therefore, there is a method of automatically detecting the voltage of the capacitor C and charging it automatically. It has been adopted. In this case, for example, the voltage of the capacitor C is always held at the maximum voltage of 2.5 V / cell. However, if charging and discharging as described above are repeated as described above, the usable period is shortened even if the life of the capacitor C is considerably long.

そこで、キャパシタCの電圧を0.1V/セル下げると寿命が約2倍伸びると言う知見に基づいて、本実施形態では、画像形成動作をしばらく行わないと予測できる場合にはキャパシタCの電圧を下げるように制御する。そのため定着ローラ40の近傍に温度センサSを配置し、制御手段8は、温度センサSで検出した温度が所定の温度以上になった場合にはキャパシタCの電圧を下げる制御を行う。   Therefore, based on the knowledge that when the voltage of the capacitor C is lowered by 0.1 V / cell, the lifetime is increased about twice, in this embodiment, when it is predicted that the image forming operation is not performed for a while, the voltage of the capacitor C is set. Control to lower. Therefore, the temperature sensor S is disposed in the vicinity of the fixing roller 40, and the control unit 8 performs control to lower the voltage of the capacitor C when the temperature detected by the temperature sensor S exceeds a predetermined temperature.

図5は、定着ローラ40の温度変化を示す図である。待機時には低温で、立ち上げ時には上述のような両発熱体2a、2bの発熱によって所定の定着温度(図では180℃)まで上昇し、画像形成中はほぼ定着温度に保たれ、画像形成動作の終了とともに徐々に低下していくという過程をとる。このとき、定着ローラ40の温度は環境条件によって室温(画像形成装置を設置した場所の温度)または画像形成装置内温度にまで低下する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a temperature change of the fixing roller 40. At the time of standby, the temperature is low, and at the time of start-up, the heat generated by both the heat generating elements 2a and 2b rises to a predetermined fixing temperature (180 ° C. in the figure), and is maintained at a substantially fixing temperature during image formation. Take the process of gradually decreasing with the end. At this time, the temperature of the fixing roller 40 decreases to room temperature (the temperature at the place where the image forming apparatus is installed) or the temperature inside the image forming apparatus depending on environmental conditions.

本発明の実施形態は、この環境条件による定着ローラ40の温度を考慮するものであり、温度センサSにより検出した温度が所定温度以上の場合にキャパシタCの電圧値を通常時よりは低い値まで下げる制御を行うものである。   The embodiment of the present invention considers the temperature of the fixing roller 40 due to this environmental condition. When the temperature detected by the temperature sensor S is equal to or higher than a predetermined temperature, the voltage value of the capacitor C is reduced to a value lower than normal. It performs control to lower.

図6は、定着ローラ40の温度とキャパシタCの電圧の関係を示す図である。図6(A)は、温度センサSで検出した定着ローラ40の温度t0が室温またはその近傍の値であり、立ち上げ時にキャパシタCから補助発熱体2bへフルに電力を供給して発熱させ、所定温度Tまだ昇温させる必要がある状態(通常動作時)を示す。また図6(B)は、温度センサSで検出した定着ローラ40の待機時の温度t1が室温より高く、立ち上げ時にキャパシタCから補助発熱体2bへフルには電力を供給しないでもよい状態(低電圧動作時)を示す。   FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the temperature of the fixing roller 40 and the voltage of the capacitor C. In FIG. 6A, the temperature t0 of the fixing roller 40 detected by the temperature sensor S is a value at or near room temperature, and the power is fully supplied from the capacitor C to the auxiliary heating element 2b at the time of start-up to generate heat. The predetermined temperature T indicates a state where it is still necessary to raise the temperature (during normal operation). FIG. 6B shows a state in which the temperature t1 when the fixing roller 40 detected by the temperature sensor S is higher than the room temperature, and the power may not be supplied from the capacitor C to the auxiliary heating element 2b when starting up ( During low voltage operation).

また図6(C)は、図6(A)に対応する状態におけるキャパシタCの電圧変化を示す図、図6(D)は、図6(B)に対応する状態におけるキャパシタCの電圧変化を示す図である。待機時状態から定着温度まで定着ローラ40の温度を上昇させるには、図6(D)の状態の方がキャパシタCの電圧が低くて良いことを示している。なお図6(D)に点線で示す変化は、図6(C)に実線で示した変化である。また時間軸(横軸)の時間T、T0は図6全体において同一符号が同一時間を示しており、経過時間dTも同一時間間隔となっている。   6C shows a voltage change of the capacitor C in the state corresponding to FIG. 6A, and FIG. 6D shows a voltage change of the capacitor C in the state corresponding to FIG. 6B. FIG. In order to increase the temperature of the fixing roller 40 from the standby state to the fixing temperature, the state of FIG. 6D indicates that the voltage of the capacitor C may be lower. Note that the change indicated by the dotted line in FIG. 6D is the change indicated by the solid line in FIG. Further, the time T (horizontal axis) T, T0, the same reference numerals indicate the same time throughout FIG. 6, and the elapsed time dT is also the same time interval.

ここで、キャパシタCの電圧E0、E1と温度t0、t1の間の関係は、被加熱体である定着ローラ40の熱容量等の熱的性状には変化がないものとすれば、
であり、これを変形して、
となり、これが電圧低減度を示すことになる。キャパシタCの電圧をどの程度下げるかは上述の関係と、0.1V/セル下げると寿命が約2倍伸びると言う知見とに基づいて適宜定めれば良い。なおキャパシタCの出力電圧値は種々公知の方法で変更可能であり、無段階に変更するものであっても、いくつか複数の設定値を定めておいて、それら設定値のいずれかを選択するものでも、いずれでもよく、もちろん上述のような制御を行えば、キャパシタCの電圧は最高値以外の値をとる。
Here, if the relationship between the voltages E0 and E1 of the capacitor C and the temperatures t0 and t1 does not change in the thermal properties such as the heat capacity of the fixing roller 40 that is a heated body,
And transform this,
This indicates the voltage reduction degree. The degree to which the voltage of the capacitor C is lowered may be appropriately determined based on the above-mentioned relationship and the knowledge that the lifetime is increased about twice when 0.1 V / cell is lowered. Note that the output voltage value of the capacitor C can be changed by various known methods. Even if the output voltage value is changed steplessly, a plurality of set values are determined and one of these set values is selected. Of course, the voltage of the capacitor C takes a value other than the maximum value if the above-described control is performed.

本発明は、定着ローラ40の温度に代えて装置動作モードを指標としてキャパシタCの電圧調整制御を行うようにすることができる。図7は、画像形成装置に対して電源を供給する商用電源の電力が、画像形成装置の動作モードに従って変化する状態を示す図である。この図では、画像形成動作が行われた後、低電力モードに入り、所定時間にわたって次の画像形成動作が行われない場合にはオフモードに入ることを示している。これら低電力モード及びオフモードは、いわゆる省エネルギモードであり、これを商用電源の電力値を検知することによって検出し、動作モードが省エネルギ動作モードであることを検知した場合には上述の場合と同様にキャパシタCの電圧を下げる低く設定する制御を行うようにすることができる。   In the present invention, voltage adjustment control of the capacitor C can be performed using the apparatus operation mode as an index instead of the temperature of the fixing roller 40. FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the power of the commercial power source that supplies power to the image forming apparatus changes according to the operation mode of the image forming apparatus. In this figure, after the image forming operation is performed, the low power mode is entered, and when the next image forming operation is not performed for a predetermined time, the off mode is entered. These low power mode and off mode are so-called energy saving modes, which are detected by detecting the power value of the commercial power source, and when the operation mode is detected to be the energy saving operation mode as described above. Similarly to the above, it is possible to perform control for setting the voltage of the capacitor C to be low.

なお上述のような構成の定着装置36において、補助電源装置4から補助発熱体2bへの供給電力量を調整する場合、上述のように供給電力を遮断するタイミングによって供給電力量を調整するだけでなく、図8に示すように、補助電源装置4から補助発熱体2bへの電力供給を開始した後、単位時間あたりの平均供給電力を増加または減少させて、その後に電力供給を停止する制御も可能である。図8(B)は、発熱体への電力供給のオン/オフ周期を変更することにより制御する例である。また加熱部2が、定格消費電力が異なる複数の補助発熱体を含み、制御手段8が複数の補助発熱体を適時に切り替えることによって、単位時間あたりの平均供給電力を増加または減少させるようにした構成も採用できる。   In the fixing device 36 having the above-described configuration, when adjusting the amount of power supplied from the auxiliary power supply 4 to the auxiliary heating element 2b, it is only necessary to adjust the amount of supplied power according to the timing of cutting off the power supplied as described above. In addition, as shown in FIG. 8, after starting the power supply from the auxiliary power supply device 4 to the auxiliary heating element 2b, the control is performed to increase or decrease the average supply power per unit time and then stop the power supply. Is possible. FIG. 8B is an example in which control is performed by changing the on / off cycle of power supply to the heating element. Further, the heating unit 2 includes a plurality of auxiliary heating elements having different rated power consumptions, and the control unit 8 switches the plurality of auxiliary heating elements in a timely manner, thereby increasing or decreasing the average supply power per unit time. A configuration can also be adopted.

なお以上説明してきた実施形態では、二つのローラ、すなわち定着ローラ40と加圧ローラ41によってニップ部Nを形成しているが、本発明の定着装置及びこれを用いた画像形成装置は、このような構成に限定されず、ローラとベルト、ベルトとベルトによりニップ部Nを形成するもの等、記録媒体Pが被加熱体と摺接または近接して通過するタイプ等種々の構成のものが採用可能である。また、本発明が図示のタイプの画像形成装置に限定されるものではなく、例えば感光体がドラム状ではなくベルトタイプのもの、中間転写ベルトを用いるカラー画像形成装置等々の種々のタイプの装置に適用可能である。   In the embodiment described above, the nip portion N is formed by two rollers, that is, the fixing roller 40 and the pressure roller 41. However, the fixing device of the present invention and the image forming apparatus using the same are as described above. Various configurations such as a type in which the recording medium P is slidably in contact with or in close proximity to the heated object, such as a roller and belt, a nip portion N formed by a belt and a belt, can be adopted. It is. The present invention is not limited to the illustrated type of image forming apparatus. For example, the photosensitive member is not a drum but a belt type, and a color image forming apparatus using an intermediate transfer belt. Applicable.

本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す概念的断面図である。1 is a conceptual cross-sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図1の画像形成装置に用いる本発明の実施形態に係る定着装置の構成を示す概念的断面図である。FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view showing a configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention used in the image forming apparatus of FIG. 1. 本発明に係る加熱装置の一実施形態の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of one Embodiment of the heating apparatus which concerns on this invention. 図1の画像形成装置の使用電力の変化を示す図(A)とキャパシタCの電圧変化を示す図(B)である。2A is a diagram illustrating a change in power consumption of the image forming apparatus in FIG. 1 and FIG. 2B is a diagram illustrating a voltage change in a capacitor C. FIG. 定着ローラの温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change of a fixing roller. 定着ローラの温度とキャパシタの電圧の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature of a fixing roller, and the voltage of a capacitor. 画像形成装置に対して電源を供給する商用電源の電力が、画像形成装置の動作モードに従って変化する状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the power of a commercial power source that supplies power to the image forming apparatus changes according to an operation mode of the image forming apparatus. 図1の加熱装置における、単位時間あたりの平均供給電力を増加または減少させる例を示す図である。It is a figure which shows the example which increases or decreases the average supply electric power per unit time in the heating apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 加熱装置
2 加熱部
2a 主発熱体
2b 補助発熱体
3 主電源装置
4 補助電源装置
5 メインスイッチ
6 充電器
7 切替装置
8 制御手段
9 スイッチ
10 CPU
11 読み取りユニット
12 画像形成部
13 自動原稿搬送装置(ADF)
14 原稿排紙トレイ
15、16、17、18 給紙カセット
19 給紙部
20 排紙トレイ
21 原稿台
25 読み取り装置
30 感光体
31 帯電装置
32 書き込みユニット
33 現像装置
34 転写装置
35 クリーニング装置
36 定着装置
37 排出ローラ対
40 定着ローラ
41 加圧ローラ
C キャパシタ
D 原稿
P 記録媒体
T トナー
N ニップ部
S 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating device 2 Heating part 2a Main heating element 2b Auxiliary heating element 3 Main power supply device 4 Auxiliary power supply device 5 Main switch 6 Charger 7 Switching device 8 Control means 9 Switch 10 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Reading unit 12 Image forming part 13 Automatic document feeder (ADF)
14 Document discharge tray 15, 16, 17, 18 Paper feed cassette 19 Paper feed unit 20 Paper discharge tray 21 Document base 25 Reading device 30 Photoconductor 31 Charging device 32 Writing unit 33 Developing device 34 Transfer device 35 Cleaning device 36 Fixing device 36 Fixing device 36 37 discharge roller pair 40 fixing roller 41 pressure roller C capacitor D document P recording medium T toner N nip S temperature sensor

Claims (4)

加熱部、該加熱部に電力を供給して加熱するための出力電圧値を変更可能な蓄電装置、及び該蓄電装置の出力電圧を制御する制御手段を有し、上記加熱部が、上記蓄電装置から供給される電力により発熱する発熱体を有し、上記蓄電装置が充放電可能なキャパシタを備える加熱装置において、上記被加熱体による加熱部位の周囲温度を検出する温度検出手段を備え、上記制御手段が、上記温度検出手段により検出した温度が所定温度以上の場合に上記キャパシタの電圧を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行うものであることを特徴とする加熱装置。 A heating unit, a power storage device capable of changing an output voltage value for supplying power to the heating unit for heating, and a control means for controlling an output voltage of the power storage device, wherein the heating unit includes the power storage device In the heating device having a heating element that generates heat by the power supplied from the power storage device and the capacitor that can be charged / discharged, the heating device includes temperature detection means for detecting the ambient temperature of the heated portion by the heated object, and the control The heating device characterized in that the means controls the voltage of the capacitor to be set lower than at least the highest value when the temperature detected by the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature. 請求項1の加熱装置を備え、上記加熱対象物が、上記発熱体により加熱される定着手段と摺接または近接通過する記録媒体であることを特徴とする定着装置。 A fixing device comprising the heating device according to claim 1, wherein the object to be heated is a recording medium that is in sliding contact with or in close proximity to fixing means heated by the heating element. 請求項2の定着装置を備える画像形成装置であって、装置本体内に上記温度検出手段を備え、該装置本体内の温度が所定温度以上の場合に上記キャパシタの電圧を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行うものであることを特徴とする画像形成装置。 3. An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 2, wherein the temperature detection means is provided in the apparatus main body, and when the temperature in the apparatus main body is equal to or higher than a predetermined temperature, the voltage of the capacitor is at least the highest value. An image forming apparatus that performs control to be set lower than the above. 請求項2の定着装置を備える画像形成装置であって、上記温度検出手段に代えて装置動作モードの設定を検出するモード検知手段を備え、該モード検知手段が、装置動作モードが省エネルギ動作モードであることを検知した場合に、上記制御手段が、上記キャパシタの電圧を少なくても最も高い値よりも低く設定する制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 2, further comprising mode detection means for detecting setting of an apparatus operation mode instead of the temperature detection means, wherein the mode detection means has an apparatus operation mode in an energy saving operation mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control to set the voltage of the capacitor to be lower than the highest value at least.
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