JP4326975B2

JP4326975B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4326975B2
Application number: JP2004024794A
Authority: JP
Inventors: 政己岡本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2005216785A

Description

本発明は、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。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、省電力化を図る上で、画像形成後の待機時における消費エネルギ−を削減する必要がある。このため、画像形成装置の定着装置における定着ロ−ラの待機時温度を低い値に押さえる必要があり、定着ロ−ラの温度を待機時温度から定着可能な温度へ復帰させる際の待ち時間を低減するために定着ロ−ラの熱容量を下げる必要がある。

しかし、熱容量を下げた定着ロ−ラは、画像形成時に転写材上のトナーを転写材に定着させる際に転写材及びトナーに熱量を奪われると、熱容量の大きい定着ロ−ラと比較して定着ロ−ラ表面温度が速く降下して定着性を満足する下限温度以下となり、定着不良が発生しやすいという不具合がある。

そこで、上記不具合を解決するために、定着ローラを加熱する定着ヒータへ主電源装置から電力を供給するだけでなく、充電可能な補助電源装置を画像形成装置内に設けて画像形成時に補助電源装置から定着ヒータへ電力を供給することにより、定着ロ−ラ表面温度の降下を防止する定着装置が提案されている。この定着装置では、補助電源装置は、満たんに充電されている（所定の放電開始許可値以上に充電されている）時のみ放電開始が許可される。

また、特許文献１には、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。

特開２００２−１８４５５４号公報

上記補助電源装置が満たんに充電されている時のみ補助電源装置の放電開始を許可する定着装置では、補助電源装置の放電、画像形成が終了した後、補助電源装置が放電開始許可値未満しか充電されていない充電途中状態から、補助電源装置に満たんまで充電する際に充電時間がかかり、画像形成以前に補助電源装置の充電による待ち時間が発生する可能性がある。

そこで、補助電源装置が充電途中状態であっても補助電源装置の放電開始を許可することにより、画像形成以前における補助電源装置の充電による待ち時間を無くすことが可能となる。しかし、このようにすると、補助電源装置が充電途中状態で放電を開始した場合には、補助電源装置は蓄電容量上限値充電状態で放電を開始した場合よりも低い電力値から放電するため、特に主電源装置の入力電圧値が低い状態、環境温度が比較的低い状態などにおいては、定着ローラの表面温度が速く降下して、定着性を満足する下限温度以下となり、定着不良が発生しやすくなる。

本発明の目的は、補助電源装置の放電の適正化を図ることができて画像形成以前における補助電源装置の充電による待ち時間を無くすことが可能となり、定着不良を防止することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、主電源装置と補助電源装置と定着装置を有する画像形成装置において、前記補助電源装置は、充放電可能な蓄電装置を有し、前記定着装置は、前記主電源装置と前記補助電源装置から電力を供給される加熱部を有し、前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、第１の放電開始許可値以上の場合に、前記蓄電装置の放電を許可し、前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第１の放電開始許可値未満である第２の放電開始許可値以上の場合に、前記主電源装置の入力電圧値が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電途中状態であっても前記蓄電装置の放電を許可するものである。

請求項２に係る発明は、主電源装置と補助電源装置と定着装置とを有する画像形成装置において、前記補助電源装置は、充放電可能な蓄電装置を有し、前記定着装置は、前記主電源装置と前記補助電源装置から電力を供給される加熱部を有し、前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、第１の放電開始許可値以上の場合に、前記蓄電装置の放電を許可し、前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第１の放電開始許可値未満である第２の放電開始許可値以上の場合に、前記定着装置の加圧部材の温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電途中状態であっても前記蓄電装置の放電を許可するものである。

請求項３に係る発明は、主電源装置と補助電源装置と定着装置とを有する画像形成装置において、前記補助電源装置は、充放電可能な蓄電装置を有し、前記定着装置は、前記主電源装置と前記補助電源装置から電力を供給される加熱部を有し、前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、第１の放電開始許可値以上の場合に、前記蓄電装置の放電を許可し、前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第１の放電開始許可値未満である第２の放電開始許可値以上の場合に、前記定着装置の環境温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電途中状態であっても前記蓄電装置の放電を許可するものである。

請求項４に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置は、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧以上の場合で、且つ、前記主電源装置の入力電圧値が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電中であっても前記蓄電装置の放電を許可するものである。

請求項５に係る発明は、請求項２記載の画像形成装置は、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧以上の場合で、且つ、前記加圧部材の温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電中であっても前記蓄電装置の放電を許可するものである。

請求項６に係る発明は、請求項３記載の画像形成装置は、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧以上の場合で、且つ、前記環境温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電中であっても前記蓄電装置の放電を許可するものである。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記蓄電装置がキャパシタであるものである。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記蓄電装置が電池であるものである。

本発明によれば、補助電源装置の放電の適正化を図ることができる。
本発明によれば、画像形成以前における補助電源装置の充電による待ち時間を無くすことが可能となり、定着不良を防止することができる。

以下本発明の最良の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態１を示す。この実施形態１は画像形成装置としての複写機である。本実施形態１の複写機は、原稿の画像を読み取る画像読み取り装置１１、記録用紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成部１２、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１３、ＡＤＦ１３により排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１５〜１８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を有する。

ＡＤＦ１３の原稿台２１上に原稿Ｄをセットして図示しない操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、原稿台２１上の最上位の原稿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、画像読み取り装置１１に固定されたコンタクトガラス２４上へ給送されてコンタクトガラス２４上の所定位置にセットされる。

コンタクトガラス２４上にセットされた原稿Ｄの画像は、画像読み取り装置１１によって読み取られる。画像読み取り装置１１は、コンタクトガラス２４上の原稿Ｄを光源２６により照明し、その反射光を光学系２７によりＣＣＤ等からなる光電変換素子２８上に結像させるとともに、光源２６及び光学系２７の一部の移動により原稿Ｄを走査して原稿Ｄの画像を読み取る。原稿Ｄは、画像読み取り終了後に搬送ベルト２３の回転により矢印Ｂ２の方向へ搬送されて排紙トレイ１４上へ排出される。このように、原稿台２１上の原稿Ｄは１枚ずつコンタクトガラス２４上へ給送して画像が画像読み取り装置１１によって読み取られる。

一方、画像形成部１２の内部には、像担持体であるドラム状の感光体３０が配置されている。感光体３０は、図示しない駆動部により図１において時計方向に回転駆動され、帯電装置３１によって表面が所定の電位に帯電される。また、露光手段としての書き込みユニット３２は、画像読み取り装置２５からの読み取り画像情報が画像処理部で各種の画像処理された後に入力されて該画像情報に応じてレーザ光源を駆動して、読み取り画像情報で変調されたレーザ光Ｌを出射し、このレーザ光Ｌで感光体３０の帯電した表面を露光することで、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により現像されてトナー像が形成され、このトナー像は、転写装置３４によって、感光体３０と転写装置３４との間に給送された記録媒体Ｐに転写される。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によって清掃される。

画像形成部１２の下部に配置された複数の給紙カセット１５〜１８には、紙等の記録媒体Ｐを収容してあり、給紙カセット１５〜１８のいずれかから記録媒体Ｐが矢印Ｂ３方向へ送り出され、その記録媒体Ｐが感光体３０と転写装置３４との間を通過する際に上述のように感光体３０上のトナー像が転写される。この記録媒体Ｐは、矢印Ｂ４で示すように画像形成部１２内の定着装置３６を通過する際に熱と圧力の作用によってトナー像が定着される。定着装置３６を通過した記録媒体Ｐは排出ローラ対３７によって矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ２０へ排出されてスタックされる。

図２は、記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱及び加圧により記録媒体Ｐに定着させる定着装置３６の一例を示し、図３は定着装置３６における加熱装置の構成を示す。
定着装置３６は、定着ローラ４０と、この定着ローラ４０に図示しない加圧手段により圧接される加圧ローラ４１を有し、例えば線速が７５ｃｐｍである複写機の場合には定着ローラ４０として外径φ４０で肉厚ｔが０．７ｍｍのアルミ製のローラを用いている。これは、定着ローラ４０を３０秒以内に定着可能な状態に昇温できる定着ローラ４０の肉厚であるとともに、定着に必要なニップ幅Ｎを形成するのに必要な荷重でも破壊されないためである。線速が７５ｃｐｍである複写機の場合には、従来補助電源を使わない場合にはｔが５．０〜１０ｍｍ程度の厚肉ローラを定着ローラとして用いていたが、薄肉ローラと補助電源を組み合わせることによって定着ローラの大幅な立上げ時間の短縮が可能となっている。

定着ローラ４０の最外層にはＰＦＡあるいはＰＴＦＥなどの離型層が形成されていることが望ましい。定着ローラ４０は、例えばハロゲンヒータからなる主発熱体２ａ及び補助発熱体２ｂを有する加熱部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、加熱を行うニップ部Ｎを形成している。

本実施形態１の加熱装置１は、加熱部２、主電源装置３、補助電源装置４、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内に設けている。

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。

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、例えば定格２．５Ｖで４００〜１０００Ｆ程度の静電容量を備えるセルを１５〜４０個直列に接続して所定の定格電圧と容量を得るモジュール構成が望ましい。さらに、連続通紙時の定着温度低下防止用途には、例えば定格３００〜６００ｗ程度の発熱体を用いるために５００〜７００Ｆのセルを１８〜２２個直列に接続しているものがキャパシタＣに適する。このキャパシタＣは、１〜２分程度の給電には十分な容量を備えるとともに、制御系の暴走で高温状態から全蓄電電力を給電した際にも電圧の低下とともに電力が低減し、発火の危険性を低減できる程度の容量となるためである。また、電圧が５０Ｖ程度と感電の危険がないことも適する理由である。

また、キャパシタＣは、加熱装置１の立ち上げ時に加熱部２に電力を供給する用途には、例えば定格８００〜１０００ｗの発熱体２ｂを補助電源装置４に並列に接続して合計で１６００〜２０００ｗ程度の電力を発熱体２ｂに供給するため、５００〜７００Ｆのセルを３６〜４４個直列に接続しているものが適する。これは、１０秒程度の給電には十分な電力を供給する容量と電圧を備えるととともに、連続通紙時に移行した際にも片方の発熱体２ｂだけを使用して定着温度の低下を防止できる容量を有するためである。実稼働状態では、キャパシタＣは、定格電圧よりも低い電圧を充電目標電圧としているが、これは電圧回路のバラツキやキャパシタセルの耐久性などを考慮して信頼性を向上できるためである。また、キャパシタＣは、１００Ｆ程度のより低い静電容量のセルを複数個並列に接続したモジュール構成としてもよいが、セル一つあたりに必要な電子回路を減らせると共にセルに不具合が発生した際に検知しやすいため全セルを直列に接続することが望ましい。キャパシタＣが上記構成をとるのは、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。

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十分から数時間という長い時間を要するが、キャパシタＣ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Ｃ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から発熱体２ｂに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、加熱用の補助電源装置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キャパシタＣとして用いた補助電源装置４は、充放電の許容繰り返し回数が数１００万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。

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、しかも他の種のバッテリに比べて充電時間が短く、充放電効率が高く、しかも電圧の検知により残電力がわかりやすい等の優れた特徴を有し、最近では静電容量が数万Ｆ、エネルギ密度が数十ｗｈ／ｋｇ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。

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から補助発熱体２ｂへの電力供給とを切りえ替るものである。

制御手段８は、スイッチ９とＣＰＵ１０を有し、後述するように補助電源装置４から補助発熱体２ｂへの供給電力をオン／オフさせる制御等を行う。ただし、制御手段８の構成は、加熱部２の制御を行う部分だけでなく、画像形成装置全体の制御を行う制御装置で兼用する等の種々の構成を採用できる。また、制御手段８の補助電源装置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。例えば制御手段８は切替装置７を切り替えてオン／オフ等の制御を行う構成等種々の形態を採用できる。また、制御手段８は、定着ローラ４０の表面温度を検知する温度検知器からの検知信号に基づいてスイッチ５を定着ローラ４０の表面温度が所定の温度に保たれるようにオン／オフさせる制御を行うものとする。

このような加熱装置１の基本的な動作を説明する。まず、本実施形態１が画像形成を行わない待機時には、切替装置７が補助電源装置４を充電器６に接続し、充電器６が主電源装置３からの電力により補助電源装置４のキャパシタＣを補助電源装置４の電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値以上になるように充電する。スイッチ５は定着ローラ４０の表面温度が待機時温度（定着温度より低い所定の温度）に保たれるようにオン／オフされる。

この状態で加熱部２を加熱する立ち上げ時には、スイッチ５がオンして主電源装置３からスイッチ５を介して主発熱体２ａに電力が供給され、同時に補助電源装置４の電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値以上であれば、切替装置７が補助電源装置４を補助発熱体２ｂに接続して補助電源装置４から補助発熱体２ｂに電力が供給されることで、加熱部２に大容量の電力が供給される。このように加熱部２による定着ローラ４０の加熱が開始される立ち上げ時に、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が加熱部２に供給されるから、定着ローラ４０の温度を短時間で所定の温度に立ち上げることができる。

また、制御手段８は、補助電源装置４から加熱部２の補助発熱体２ｂに電力を供給して定着ローラ４０の加熱を開始してから所定の時間が経過して定着ローラ４０の表面温度が所定の定着可能な温度に達したときに、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スイッチ９のオフで遮断して加熱部２の過熱を防止して上記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、その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、補助電源装置４から大電力を供給している状態で補助電源装置４の供給電力を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。

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との間に搬送され、一定の温度に加熱された定着ローラ４０によりトナーＴが加熱溶融されて定着される。そのため、定着ローラ４０内の加熱部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から電力が供給され、それにより定着ローラ４０の温度が上昇し、かつ補助電源装置４から供給される電力がスイッチ９でオン／オフ制御されることにより、定着ローラ４０の温度が高くなりすぎることが防止されて、定着温度（定着ローラ４０の表面温度）が一定の温度あるいは所望の温度に保たれ、または所要の温度変化を示すように制御され、トナーＴが安定して加熱溶融されて良質なトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着される。また、定着ローラ４０に内蔵された加熱部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から電力が供給されて定着ローラ４０の温度が上昇するので、定着ローラ４０の表面温度が所定の定着温度まで迅速に上昇する。

図４（Ａ）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し、図４（Ｂ）及び（Ｃ）はキャパシタＣの電圧変化を示す。画像形成装置は、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が上限値まで増大し、画像形成時に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、画像形成装置は、画像形成時には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の加熱のために加熱部２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。

図４（Ｂ）において、実線は補助電源装置４を画像形成中に充電した場合のキャパシタＣの出力電圧を示し、一点鎖線は補助電源装置４を画像形成直後に充電した場合のキャパシタＣの出力電圧を示す。一般的には補助電源装置４を画像形成直後に充電するが、これは、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には、補助電源装置４は十分に充電されていない状態となる。そこで、定着ローラ４０の温度が安定して加熱部２が比較的電力を消費しないときに、切替装置７が補助電源装置４を充電器６側に切替接続し、充電器６が主電源装置３から供給される電力で補助電源装置４を充電する。加熱部２に再度多量の電力を供給する必要があるときには、切替装置７が補助電源装置４を補助発熱体２ｂに接続し、主電源装置３とともに補助電源装置４から加熱部２に電力を供給することで加熱部２に多量のエネルギを供給する。

さらに、図４（Ｃ）は、記録媒体Ｐが定着装置３６に連続的に通される連続通紙中における加熱部２への電力供給が不足して定着ローラ４０の表面温度が低下するのを防ぐ用途にキャパシタＣを使用した場合のキャパシタＣの出力電圧を示す。一般的には立ち上げ直後には装置全体が冷えているために加熱部２への供給電力が不足しやすいので、連続通紙中に切替装置７が補助電源装置４を補助発熱体２ｂに接続し、キャパシタＣから加熱部２への給電を行う。これにより、連続通紙中に定着ローラ４０の表面温度が回復するまでのｃｐｍダウンや停止などの生産性低下を防ぐことが可能となる。

図５は、定着ローラ４０の温度変化を示す。定着ローラ４０の表面温度は、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５では１８０℃）まで上昇し、画像形成中に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。

ところで、キャパシタＣを放電停止電圧まで放電すると、当然ながらキャパシタＣを充電させて次の放電に備える必要がある。また、装置を長時間使用しないと、キャパシタＣの電圧が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キャパシタＣを充電する等の手法が採用されているものもあるが、いずれにしてもキャパシタＣを放電可能にするには、キャパシタＣを所定の最低電圧まで充電する必要がある。キャパシタＣを充電に要する時間は数十秒乃至２分程度の短時間ではあるが、その間はキャパシタＣが使用できない。

そこで、本実施形態１では、キャパシタＣの充電時間を短くするために、補助電源装置４の電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値以上の場合にＣＰＵ１０がスイッチ９の制御により補助電源装置４の放電を許可するだけでなく、補助電源装置４の電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満の場合にＣＰＵ１０が所定の判断情報に基づきスイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。上記判断情報は、加熱装置１の状況に関わる情報、換言すれば加熱装置１自体や、これを用いている定着装置３６や画像形成装置に関する温度等の情報である。

図６は、上述した画像形成装置において定着ローラ４０の加熱に用いるキャパシタＣの、放電停止状態から充電開始、満充電（充電を蓄電容量上限値まで行って停止する蓄電容量上限値充電）、放電による電圧低下に至る電圧変化を示す。キャパシタＣは、例えば満充電時の電圧が５０Ｖとなっており、補助電源装置４の電圧が５０Ｖ若しくはそれよりやや低い所定の電圧である第１の放電開始許可値以上になればＣＰＵ１０がスイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。さらに、キャパシタＣの充電途中にキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であってもキャパシタＣの電圧が放電可能な最低電圧である３０Ｖ以上であればＣＰＵ１０が上記判断情報に応じてスイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。もちろん、上述の電圧値は単なる一例であり、キャパシタＣの電圧は例えば満充電時に４５Ｖ、放電可能最低電圧が３２Ｖ、放電停止電圧が２Ｖである等の構成もあり、本発明はこの例に限定されない。また、キャパシタＣの充電開始時間ｔ１から、放電可能最低電圧到達時点ｔ２までは例えば１分弱、満充電（充電停止）電圧到達時点ｔ３までは２分以内（１〜１．５分）などであるが、これも単なる一例である。

本実施形態１は、上記判断情報が主電源装置３の入力電圧値の情報であり、主電源装置３の入力電圧値を検出する入力電圧検出手段としては公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段８は、上記入力電圧検出手段の検出した主電源装置３の入力電圧検出値に基づき、スイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。例えば、制御手段８は、補助電源装置４の電圧を検出する補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満でかつ放電可能最低電圧より高い第２の放電開始許可値より高い場合は、上記入力電圧検出手段の入力電圧検出値に基づいて主電源装置３の入力電圧値が所定の値より高い時に、補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であってもスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

また、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であって第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧より高い場合は、上記入力電圧検出手段の入力電圧検出値に基づき、主電源装置３の入力電圧値が上記所定の値より低い時に、補助電源装置が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

主電源装置３の入力電圧が上記所定の値より高ければ主電源装置３の主発熱体２への電力給電量が大きいと判断できる。そのような場合にはキャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの給電量は小さくても良い。したがって、主電源装置３の入力電圧値が所定の値より高い時には補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であっても補助電源装置４の放電を許可することにより、画像形成以前における補助電源装置の充電による待ち時間を無くすことが可能となる。

また、主電源装置３の電圧が上記所定の値より低ければ主電源装置３の主発熱体２への給電量が小さいと判断できるので、そのような場合にはキャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの給電量を大きくしないと、定着ローラ４０の温度が十分に上昇せず、定着装置３６における画像の定着不良が発生し得る。したがって、主電源装置３の入力電圧値が上記所定の値より低い時には補助電源装置４が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可することにより、定着不良を防止することができる。
このような補助電源装置４の放電制御により、補助電源装置の放電の適正化を図ることができる。なお、このような補助電源装置４の放電制御は、主電源装置３が交流電源であるか、直流電源であるかにかかわらず可能である。また、上記各電圧値は実験等により適宜定めるようにすればよい。以下に説明する各実施例においても同様である。

次に本発明の実施形態２について説明する。この実施形態２では、上記実施形態１において、上記判断情報が加圧部材としての加圧ローラ４１の温度の情報である。加圧ローラ４１の温度を検出する温度検出手段としては公知の種々の温度センサ等の手段を採用すればよい。制御手段８は、上記温度検出手段の温度検出値に基づき、スイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。例えば、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満でかつ放電可能最低電圧より高い第２の放電開始許可値より高い場合は、上記温度検出手段の温度検出値に基づいて加圧ローラ４１の温度が所定の値より高い時に、補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であってもスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

また、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であって第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧より高い場合は、上記温度検出手段の温度検出値に基づき、加圧ローラ４１の温度が上記所定の値より低い時に、補助電源装置４が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

加圧ローラ４１の温度が所定の値より高い時、例えば画像形成装置に連続通紙を行って連続的に画像形成を行った時には、加圧ローラ４１の温度も十分に高くなる。そのような場合には、定着ローラ４０の熱が加圧ローラ４１に奪われる量が少ないため、キャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの給電量は小さくても良い。そこで、加圧部材４１の温度が上記所定の値より高い時には補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であっても補助電源装置４の放電を許可することにより、画像形成以前における補助電源装置の充電による待ち時間を無くすことが可能となる。

逆に、加圧ローラ４１の温度が上記所定の値より低い場合にはキャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの給電量を大きくしないと、定着ローラ４０の熱が加圧ローラ４１の温度を上昇させるために消費され、定着ローラ４０の温度が十分に上昇せず、定着装置３６における画像の定着不良が発生し得る。そこで、加圧ローラ４１の温度が上記所定の値より低い時には補助電源装置が蓄電容量上限値充電状態の時のみ補助電源装置４の放電を許可することにより、定着不良を防止することができる。
このような補助電源装置４の放電制御により、補助電源装置の放電の適正化を図ることができる。

次に本発明の実施形態３について説明する。この実施形態３では、上記実施形態１において、上記判断情報は、環境温度検出手段により検出される加熱装置１、定着装置３６、画像形成装置の環境温度、例えば定着ローラ４０と加圧ローラ４１のニップ温度等とする。もちろん、定着ローラ４０と加圧ローラ４１のニップ部Ｎの温度は計測しにくい面もあるので、本実施形態３での環境温度とは、加熱装置１、定着装置３６あるいは画像形成装置の内部温度だけでなく、これら装置の外部温度も対象とすることができる。いずれにしても、そのような温度が定着装置３６における画像の定着に影響を与える、あるいは与え得ると考えられるものすべてを上記判断情報の検知対象とすることができる。

制御手段８は、上記環境温度検出手段の温度検出値に基づき、スイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。例えば、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満でかつ放電可能最低電圧よりも高い第２の放電開始許可値より高い場合は、上記環境温度検出手段の温度検出値に基づいて環境温度が所定の値より高い時に、補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であってもスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

また、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であって第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧より高い場合は、上記環境温度検出手段の温度検出値に基づき、加圧ローラ４１の温度が上記所定の値より低い時に、補助電源装置４が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。
このように環境温度に応じて補助電源装置４の放電制御を行う理由は、上記実施形態２で加圧ローラ４１の温度に応じて補助電源装置４の放電制御を行う理由と同じである。

次に本発明の参考形態１について説明する。この参考形態１では、上記実施形態１において、上記判断情報は、定着装置３６における前回のジョブでの定着通紙枚数（定着装置３６を通る記録媒体Ｐの枚数）とする。定着通紙枚数を検知する定着通紙枚数検知手段としては通紙カウンタ等の公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段８は、上記定着通紙枚数検知手段の定着通紙枚数検知値に基づき、スイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。例えば、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満でかつ放電可能最低電圧よりも高い第２の放電開始許可値より高い場合は、上記定着通紙枚数検知手段の定着通紙枚数検知値に基づいて定着通紙枚数が所定の値より多い時に、補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であってもスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

また、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であって第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧より高い場合は、上記定着通紙枚数検知手段の定着通紙枚数検知値に基づき、定着通紙枚数が上記所定の値より少ない時に、補助電源装置が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。
定着装置３６における前回のジョブにおける定着通紙枚数が所定の値より多ければ、加圧ローラ４１の温度も十分に高くなっているので、上記実施形態２で加圧ローラ４１の温度に応じて補助電源装置４の放電制御を行う場合と同様に、キャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの電力給電量は小さくても良く、充電時間を短縮できる。

次に本発明の参考形態２について説明する。この参考形態２では、上記実施形態１において、上記判断情報は、定着装置３６における前回のジョブと今回のジョブとの時間間隔とする。この定着装置３６における前回のジョブと今回のジョブとの時間間隔を検知するジョブ時間間隔検知手段としてはタイマー等の公知の種々の手段を採用すればよい。

制御手段８は、上記ジョブ時間間隔検知手段の検知値に基づき、スイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。例えば、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満でかつ放電可能最低電圧より高い第２の放電開始許可値より高い場合は、上記ジョブ時間間隔検知手段の検知値に基づいて定着装置３６における前回のジョブと今回のジョブとの時間間隔が所定の値より短い時に、補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であってもスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

また、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であって第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧より高い場合は、上記ジョブ時間間隔検知手段の検知値に基づき、定着装置３６における前回のジョブと今回のジョブとの時間間隔が上記所定の値より長い時に、補助電源装置が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。
定着装置３６における前回のジョブと今回のジョブとの時間間隔が上記所定の値より短ければ、加圧ローラ４１の温度が高くなっているので、上記実施形態２で加圧ローラ４１の温度に応じて補助電源装置４の放電制御を行う場合と同様に、キャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの電力給電量は小さくても良く、充電時間を短縮できる。

次に本発明の参考形態３について説明する。この参考形態３では、上記実施形態１において、上記判断情報は、定着装置３６における前回ジョブの稼働時間とする。定着装置３６における前回ジョブの稼働時間を検知する前回ジョブ稼働時間検知手段としてはタイマー等の公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段８は、上記前回ジョブ稼働時間検知手段の検知値に基づき、スイッチ９を制御して補助電源装置４の放電を許可する。例えば、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満でかつ放電可能最低電圧より高いも第２の放電開始許可値より高い場合は、上記前回ジョブ稼働時間検知手段の検知値に基づいて前回ジョブの稼働時間が所定の値より長い時に、補助電源装置４が充電途中状態（蓄電容量上限値でない状態）であってもスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。

また、制御手段８は、上記補助電圧検出手段の電圧検出値に基づいてキャパシタＣの電圧（又は電力）が第１の放電開始許可値未満であって第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧より高い場合は、上記前回ジョブ稼働時間検知手段の検知値に基づき、前回ジョブの稼働時間が上記所定の値より短い時に、補助電源装置が蓄電容量上限値充電状態の時のみスイッチ９をオンさせて補助電源装置４の放電を許可し、補助電源装置４から補助発熱体２ｂへ放電させる。
定着装置３６における前回ジョブの稼働時間が上記所定の値より長ければ、加圧ローラ４１の温度が高くなっているので、上記実施形態２で加圧ローラ４１の温度に応じて補助電源装置４の放電制御を行う場合と同様に、キャパシタＣの放電による補助発熱体２ｂへの電力給電量は小さくても良く、充電時間を短縮できる。

なお、上述した各実施形態における主電源装置３の入力電圧値に応じた補助電源装置４の放電制御、加圧ローラ４１の温度に応じた補助電源装置４の放電制御、環境温度に応じた補助電源装置４の放電制御、定着装置３６における前回のジョブでの定着通紙枚数に応じた補助電源装置４の放電制御、定着装置３６における前回のジョブと今回のジョブとの時間間隔に応じた補助電源装置４の放電制御、定着装置３６における前回ジョブの稼働時間に応じた補助電源装置４の放電制御は、任意に組み合わせて実施してもよい。また、各実施形態においては、キャパシタＣの放電制御を加熱装置１が備える制御手段８により行うようにしているが、本発明はこれに限定されず、定着装置３６あるいはこれを備える画像形成装置側に制御手段を設けて該制御手段によってキャパシタＣの放電制御を行っても良く、また、いずれの場合についてもキャパシタＣの放電制御のための専用の制御手段を備えても、あるいはこれと他の制御手段を兼用するようにしてもよい。

また、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、本発明は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。さらには、補助電源装置としてキャパシタを用いたものだけでなく、二次電池を用いたものでも前記課題がより深刻であるとともに、前記構成により解決が図れるため、キャパシタ補助電源装置に限定するものではない。なお、二次電池のように出力電圧がほぼ一定のデバイスの場合は、図４（Ｂ）、（Ｃ）の縦軸はキャパシタ電圧でなく、残蓄電量となる。

本発明の実施形態１を示す断面図である。同実施形態１の定着装置の構成を示す断面図である。同実施形態１の加熱装置の構成を示す回路図である。同実施形態１の使用電力の変化とキャパシタＣの電圧変化を示す図である。同実施形態１の定着ローラの温度変化を示す図である。同実施形態１のキャパシタの、放電停止状態から充電開始、満充電（充電停止）、放電による電圧低下に至る電圧変化を示す図である。

符号の説明

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スイッチ
６充電器
７切替装置
８制御手段
９スイッチ
１０ＣＰＵ
１１読み取りユニット
１２画像形成部
１３自動原稿搬送装置
１４原稿排紙トレイ
３６定着装置
Ｐ記録媒体
Ｔトナー

Claims

主電源装置と補助電源装置と定着装置を有する画像形成装置において、
前記補助電源装置は、充放電可能な蓄電装置を有し、
前記定着装置は、前記主電源装置と前記補助電源装置から電力を供給される加熱部を有し、
前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、第１の放電開始許可値以上の場合に、前記蓄電装置の放電を許可し、
前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第１の放電開始許可値未満である第２の放電開始許可値以上の場合に、前記主電源装置の入力電圧値が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電途中状態であっても前記蓄電装置の放電を許可することを特徴とする画像形成装置。
主電源装置と補助電源装置と定着装置とを有する画像形成装置において、
前記補助電源装置は、充放電可能な蓄電装置を有し、
前記定着装置は、前記主電源装置と前記補助電源装置から電力を供給される加熱部を有し、
前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、第１の放電開始許可値以上の場合に、前記蓄電装置の放電を許可し、
前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第１の放電開始許可値未満である第２の放電開始許可値以上の場合に、前記定着装置の加圧部材の温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電途中状態であっても前記蓄電装置の放電を許可することを特徴とする画像形成装置。
主電源装置と補助電源装置と定着装置とを有する画像形成装置において、
前記補助電源装置は、充放電可能な蓄電装置を有し、
前記定着装置は、前記主電源装置と前記補助電源装置から電力を供給される加熱部を有し、
前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、第１の放電開始許可値以上の場合に、前記蓄電装置の放電を許可し、
前記定着装置の立ち上げ時又は前記定着装置に記録媒体を通す連続通紙時に、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第１の放電開始許可値未満である第２の放電開始許可値以上の場合に、前記定着装置の環境温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電途中状態であっても前記蓄電装置の放電を許可することを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置は、
前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧以上の場合で、且つ、前記主電源装置の入力電圧値が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電中であっても前記蓄電装置の放電を許可することを特徴とする画像形成装置。
請求項２記載の画像形成装置は、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧以上の場合で、且つ、前記加圧部材の温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電中であっても前記蓄電装置の放電を許可することを特徴とする画像形成装置。
請求項３記載の画像形成装置は、前記蓄電装置の電圧又は電力又は蓄電量が、前記第２の放電開始許可値より低く放電可能最低電圧以上の場合で、且つ、前記環境温度が所定の値より高い場合には前記蓄電装置が充電中であっても前記蓄電装置の放電を許可することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記蓄電装置がキャパシタであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記蓄電装置が電池であることを特徴とする画像形成装置。