JP2002162852A

JP2002162852A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002162852A
Application number: JP2000361000A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fuma; 宏史夫馬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】蓄電池を有効に利用することにより、ウォー
ミングアップ時間の短縮を図ることができるのみなら
ず、経済的効果を期待できる画像形成装置を提供するこ
と、および、蓄電池の長寿命化を可能とする構成を持っ
た画像形成装置を提供すること。【解決手段】（１）蓄電池の出力電圧の一部を定着ヒ
ータに供給するとともに、前記蓄電池の充電に際して時
刻情報を用いるように構成した事を特徴とする画像形成
装置。（２）出力電圧の一部を定着ヒータに供給する蓄
電池を複数個有する事を特徴とする画像形成装置。

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、定着
ヒータの給電に改良を施した画像形成装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】加熱源を内蔵した定着ローラと、当該定
着ローラと圧接しながら回転する圧着ローラとを主要素
とする熱ローラ式の定着装置を搭載した画像形成装置
は、多数、市場に出回っている。

【０００３】上記のような定着装置は安全性が高く、コ
ンパクト化に適している等、多くの利点を有している。

【０００４】しかしながら、一方において、従来の定着
ローラおよび圧着ローラは熱容量が大きいためにウォー
ミングアップに時間がかかり、電源オンから１枚目の画
像形成終了までに相当の時間を要するものが少なくな
い。

【０００５】そのような不具合を解消するために、定着
ローラの内部に複数のハロゲンランプ等からなるヒータ
を配置させる提案もなされているが、ウォーミングアッ
プ時間を短縮出来たとしても、画像形成装置としての最
大使用電力を増大させるという問題もあって充分に満足
できるものとは言い難い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は上記の如き
問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、蓄電池を
有効に利用することにより、ウォーミングアップ時間の
短縮を図ることができるのみならず、経済的効果を期待
できる画像形成装置を提供することにある。

【０００７】また、他の目的は、蓄電池の長寿命化を可
能とする構成を持った画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明の目的は、下記
の構成により達成することができる。

【０００９】（１）蓄電池の出力電力の一部を定着ヒー
タに供給するとともに、前記蓄電池の充電に際して時刻
情報を用いるように構成した事を特徴とする画像形成装
置。

【００１０】（２）出力電力の一部を定着ヒータに供給
する蓄電池を複数個有する事を特徴とする画像形成装
置。

【００１１】

【発明の実施の形態】本願発明に係る実施の形態の一例
について、以下、図面を用いて説明する。

【００１２】図１は画像形成装置（以下、複写機とい
う）の構成を示す概略図である。本実施の形態における
複写機は、機体上部に自動原稿送り装置１を有するとと
もに、機体内に画像読み取り部２、画像形成部３、給紙
部５（図においては、最下部に位置する給紙ユニットの
給紙部のみに参照符号を付してある）、排紙・切換部７
及び用紙収納部９を有している。

【００１３】前記自動原稿送り装置１は、原稿を１枚ず
つ送り出して画像読み取り位置へと搬送し、画像読み取
りが終わった原稿を所定の場所に排出する装置である。

【００１４】前記自動原稿送り装置１は、原稿を載置す
る原稿載置台１０１、載置された原稿を分離する原稿分
離手段１０３、分離された原稿を搬送する原稿搬送部１
０５、搬送された原稿を排紙する原稿排紙手段１０７、
排紙された原稿を載置する原稿排紙台１０９及び原稿の
両面の画像を読み取る態様において、当該原稿の表裏面
を反転させるべく使用される原稿反転手段１１１を有し
ている。

【００１５】処理プロセスがらみで述べるに、前記原稿
載置台１０１上に載置された複数枚の原稿（不図示）
は、原稿分離手段１０３によって１枚づつ分離され、前
記原稿搬送部１０５を介して画像読み取り位置に向けて
搬送される。

【００１６】前記原稿読み取り位置は、前記原稿搬送部
１０５の下方部に設けられており、そこで、画像読み取
り装置２を構成するスリット２０１を介して、原稿の画
像が読み取られ、読み取られた原稿は原稿排紙手段１０
７によって原稿排紙台１０９上へ排出される。

【００１７】上記の工程が原稿載置台１０１上に載置さ
れた原稿の枚数分繰り返される。前記画像読み取り装置
２は、前記スリット２０１、原稿を照射するためのラン
プ２１３と原稿からの反射光を反射させる第１ミラー２
１５とを一体化してなる第１ミラーユニット２０５、第
１ミラー２１５からの光を反射させる第２ミラー２１７
と第３ミラー２１９とを一体化してなる第２ミラーユニ
ット２０７と、当該第３ミラー２１９からの反射光を撮
像素子上に結像させる結像レンズ２０９及び結像レンズ
２０９によって結像された光像を光電変換して画像情報
を得るライン状の撮像素子（以下、ＣＣＤという）２１
１を有している。

【００１８】前記画像情報は、適宜の画像処理を施され
た後、一旦、図示しないメモリに蓄積されるようになっ
ている。

【００１９】前記自動原稿送り装置１によって送られて
いる原稿を、画像読み取り装置２で読み取る態様におい
ては、第１ミラーユニット２０５及び第２ミラーユニッ
ト２０７は、図示の如き位置に固定されている。

【００２０】前記画像読み取り装置２によって読み取ら
れた各色の画像信号はメモリより順次取り出され、画像
形成部３を構成する各露光光学系３１３にそれぞれ電気
信号として入力される。

【００２１】前記画像形成部３は色分解画像に応じたト
ナー像を形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４組の画像形成手段（以下、画
像形成ユニットという）３００を含む。

【００２２】それぞれの画像形成ユニット３００は、感
光体ドラム３０１、スコロトロン帯電器３０３、画像書
き込み手段である露光光学系３１３及び現像器３１１を
主要構成要素とし、機械的構成は同じであるので、参照
符号は１つのユニットにのみ付してある。

【００２３】また、それぞれの画像形成ユニット３００
は、縦方向に長く配設した中間転写ベルト４０１の１面
（張設面Ａ）に沿って、上から、イエロー、マゼンタ、
シアン、黒の順に配列されている。

【００２４】前記露光光学系３１３はレーザ光学系で構
成される露光ユニットであり、その構成自体は公知であ
る。

【００２５】上記の構成による画像形成、例えば、イエ
ロー（Ｙ）の画像形成は次のようになされる。

【００２６】画像形成指示に伴って回転する感光体ドラ
ム３０１の表面はスコロトロン帯電器３０３により帯電
される。

【００２７】次いで、露光光学系３１３による第１の色
信号、即ち、（Ｙ）の画像信号に対応する露光が施さ
れ、当該（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が前記感光体
ドラム上に形成される。

【００２８】前記静電潜像は現像器３１１で反転現像さ
れて（Ｙ）のトナー像に変換されたた後、転写器３０５
の作用によって中間転写ベルト４０１上に転写される。

【００２９】他の色信号による画像形成は上記と同様の
プロセスにより、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）の各画像形成ユニットによって作られ、それぞれ
のトナー像が前記（Ｙ）のトナー像のある画像領域と重
畳するように順次転写され、中間転写ベルト４０１上に
重ね合わせのカラートナー像が形成される。

【００３０】上記画像形成に対応して、用紙Ｐが用紙収
納部９の送り出し部９０１（９１１、９２１）に位置す
る給紙ローラ９０３（９１３、９２３）によって給紙さ
れ、レジストローラ５０１に向けて搬送される。

【００３１】しかる後、前記レジストローラ５０１の始
動によって中間転写ベルト４０１上のカラートナー像領
域と重畳するように用紙Ｐが再給紙され、第２転写ユニ
ット４１５の作用によって、当該用紙Ｐ上に前記カラー
トナー像が転写される。

【００３２】トナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写
ベルト４０１の周面より分離され、定着装置６０１に向
けて搬送される。

【００３３】前記カラートナー像は、定着ヒータを内蔵
する定着ローラ６０３と圧着ローラ６０５との熱と圧力
とにより溶融され、用紙Ｐ上に定着される。

【００３４】定着処理終了後の用紙Ｐは、定着排紙ロー
ラ６０７、排紙ローラ７０３により搬送されて、排紙ト
レイ７０５上に排出される。

【００３５】また、用紙が分離された後の中間転写ベル
ト４０１は、当該中間転写ベルト４０１を挟んで接地さ
れた導電性ローラと対向して設けある除電器４０７によ
り除電され、クリーニングブレード４１３によって清掃
される。

【００３６】又、転写工程終了後の感光体ドラム３０１
は、ドラムクリーニング部３０９において清掃され、不
図示の帯電前の一様露光器により、先の画像形成の履歴
が解消され、次の画像形成に使用される準備が整えられ
る。

【００３７】なお、参照符号８００として示すのは蓄電
池であり、当該蓄電池は定着ローラ６０３内に配設され
た定着ヒータに対して、少なくとも、出力電力の一部を
供給する電源として機能するように構成してある。

【００３８】図では機外に示してあるが、配線など、安
全性の点から機内に設置する事が好ましい。

【００３９】Ｚは計時手段（時計）であり、その時刻情
報は蓄電池８００の充電制御（充電開始）に使用され
る。

【００４０】例えば、その時刻情報を適宜の制御回路ま
たはプログラムフロー中に取り込み、電力料金の割安な
夜間に充電が自動的に開始されるように使用される。

【００４１】図２は、定着装置の主要素である定着ロー
ラ及び圧着ローラの構成を説明するための模式的断面図
である。

【００４２】図において、定着ローラ６０３は、用紙Ｐ
上に転写されるトナー像と接触する側に設けてある。

【００４３】前記定着装置６０１は、ハロゲンランプか
らなる定着ヒータを内蔵し、当該ハロゲンランプの周囲
を回転しうる定着ローラ６０３と、前記定着ローラ６０
３と圧接しながら回転しうる圧着ローラ６０５とを有す
る。Ｔはニップ部を示す。

【００４４】本実施の形態における前記定着ヒータはメ
インヒータ６４０と補助ヒータ６５０からなり、メイン
ヒータ６４０は複写機の主電源から電力供給を受け、補
助ヒータ６５０は前述の蓄電池８００から電力供給を受
けるように構成してある。

【００４５】前記した両ヒータは異なった定格電圧（メ
インヒータ６４０用としては交流電圧１００Ｖ、補助ヒ
ータ６５０用としては蓄電池８００からの１２Ｖ、２４
Ｖ等の直流電圧）で動作する。

【００４６】上記構成から明らかなように、前記定着ロ
ーラ６０３（具体的には定着ヒータ）に供給される電力
総量は、主電源から供給される電力に、蓄電池から供給
される電力を加えたものになるため、迅速なウォーミン
グアップが可能になる。

【００４７】また、主電源に対する負荷（最大消費電
力）を少しでも削減できるので有利であり、かつ、前述
の如く、簡単な構成で夜間に蓄電池を充電するようにす
れば長期間での経済的メリットは大きく、構成の有用性
は一段と高まる。

【００４８】なお、本実施の形態における前記定着ロー
ラ６０３は、円筒状のガラスからなるローラ芯６１１
と、当該ローラ芯６１１の外側（外周）に設けた透明な
シリコンゴム層６１３と、更に、その外側にカーボンブ
ラックなどを混入させて光吸収率を高くしたＰＦＡ（パ
ーフルオロアルコキシ）からなる耐熱性のチューブでで
きた熱線吸収層６１５とで構成した。

【００４９】また、前記圧着ローラ６０５は、アルミ材
を用いた円筒状の金属パイプ６２１の外周面に、シリコ
ンゴム層６２３を被覆した構成を有する。

【００５０】なお、前記定着ローラ６０３を構成する透
光性基体としては、結晶を析出することなく、溶融体が
冷却固化された無機物であると定義されるガラスの他
に、ハロゲンランプ等の照射部材からの光を透過するパ
イレックス（登録商標）ガラス、サファイヤ（Ａｌ
₂Ｏ₃）、ＣａＦ₂等のセラミック材や、ポリイミド、ポ
リアミド等の透光性樹脂等が使用できる。

【００５１】また、定着ローラ６０３の他の構成とし
て、前記の如きローラ芯６１１の外側に、フィラーとし
てシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物
の粉末を混入したシリコンゴムからなる熱線透過性のゴ
ム層を形成するとともに、カーボンブラック、黒鉛、鉄
黒や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバ
ルト、ベンガラ等の粉末を混入した熱線吸収層と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂塗料を混入配合した
離型層とを一体とした形の一体型熱線吸収層を形成して
もよい等、定着ローラ６０３の構成に係わる設計の自由
度は広い。

【００５２】図３はウォーミングアップ時の定着ローラ
に対する電力供給、および、蓄電池の充電に関する説明
のためのブロック図であり、図１および図２の構成を念
頭におきながら若干の制御を含めて説明することとす
る。

【００５３】複写機のメインスイッチをＯＮすると、電
源処理基板、プリンタ制御基板等の基板に電源が供給さ
れ、主電源と蓄電池とから定着ヒータに電力が供給さ
れ、定着ローラ６０３と圧着ローラ６０５とが圧接回転
している状態でウォーミングアップがスタートする。

【００５４】前記定着ローラ６０３の表面温度はサーミ
スタ等、適宜の温度検知素子により接触または非接触で
計測され、計測値は定着ローラ温度検知回路１０Ｃにて
電圧値に変換される。

【００５５】一方、蓄電池８００からの出力電圧は蓄電
池出力電圧検知回路１０Ｄにて電圧値として計測され
る。

【００５６】前記定着ローラ温度検知回路１０Ｃにより
検知された前記電圧値は定着ローラ温度制御回路１０Ｂ
に取り込まれ、複写機制御部１０Ａに記憶されている所
定（設定）の定着温度に相当する電圧値と比較される。

【００５７】前記定着ローラ温度検知回路１０Ｃからの
電圧値が複写機制御部１０Ａに記憶された所定の定着温
度に相当する電圧値に達した場合は、定着ローラ温度制
御回路１０Ｂから蓄電池リレー１０Ｆを介して、補助ヒ
ータ６５０の電源である蓄電池からの電力供給はオフさ
れ、以後、主電源リレー１０Ｅのオン／オフでメインヒ
ータ６４０を点灯・消灯し、定着ローラ温度を制御す
る。

【００５８】一方、前記蓄電池出力電圧検知回路１０Ｄ
により、蓄電池の出力電圧値が所定の電圧値よりも低下
したと複写機制御部１０Ａが判断した場合には、補助ヒ
ータ６５０としてのハロゲンランプの保護（ハロゲンラ
ンプは供給電圧が規定電圧より低くなると、ハロゲンサ
イクルが不完全となり、ランプ寿命が縮まるので、それ
をできる限り軽減すること）の観点から、前記蓄電池か
ら前記補助ヒータ６５０への電力供給を停止（電力供給
路を遮断）するように構成してある。

【００５９】上記制御に代え、蓄電池８００の出力電圧
が不足している旨の不足表示と補助ヒータへの電力供給
停止の両方を行うようにしてもよい。

【００６０】上述のように、所定の機能を発揮し得なく
なった蓄電池８００に対しては、例えば、ウォーミング
アップ終了後の負荷が少なくなった適宜の時間を利用し
て、主電源から自動的に充電を行う。

【００６１】あるいは、ウォーミングアップは画像形成
装置の立ち上げ時のみであり、それ以後はメインスイッ
チはオン状態に置かれるのが一般的であること、また、
ウォーミングアップ終了後の定着ローラ温度制御に使用
されるのは本実施の形態においてはメインヒータ６４０
のみであるので、前述したように、経済的な夜間電力を
利用して充電することができる。

【００６２】図４は２個の蓄電池を搭載（付設）した場
合の使用勝手を説明するためのブロック図である。

【００６３】このような構成は、ニッケル・カドミウム
蓄電池のように放電途中で充電を繰り返すと充電容量の
低下する蓄電池を用いる場合に有効である。

【００６４】図３の構成と異なるのは蓄電池を切り換え
使用する部分だけであり、従って、前述した説明と重複
する説明は省略することとする。

【００６５】図は、スイッチング手段Ｓ１により蓄電池
８００が選択使用され、一方、蓄電池８０３はスイッチ
ング手段Ｓ２を介して主電源に接続され充電される状態
を示す。

【００６６】本実施の形態においては、蓄電池８００か
らの電力供給は、出力電圧値が所定値を下回るまで、換
言すれば、ほぼ完全放電するまで使用され、一方、ほぼ
完全放電に至った蓄電池８０３が充電される。

【００６７】前記出力電圧値の低下は前記蓄電池出力電
圧検知回路１０Ｄの出力を利用でき、その情報を基にス
イッチング手段Ｓ１、Ｓ２およびＳ３の切り換えが行わ
れる。

【００６８】前記蓄電池８０３に対する充電は、蓄電池
８００が使用されている間に満充電され、蓄電池８００
から切り換えられるまで待機する。

【００６９】このように、個々の蓄電池についてみれ
ば、交互に満充電と完全放電を繰り返すことにより、蓄
電池の寿命を最大にすることができる。

【００７０】また、蓄電池の寿命を考慮し、かつ、２個
の蓄電池を交互に切り換え使用することにより、蓄電池
が１個の場合に懸念される不具合、即ち、前述の如く補
助ヒータに対する給電停止に伴うウォーミングアップ時
間の遅延を解消できる。

【００７１】なお、上記構成において補助ヒータ６５０
は定着ローラ６０３に内蔵されているが、定着装置のウ
ォーミングアップ短縮に寄与するヒータに対する改良で
あり、当該補助ヒータ６５０は必ずしも定着ローラ内に
あるものとは限らず、ヒータとてハロゲンランプに限定
されるものではない。

【００７２】更に、定着ローラの構成は、広く用いられ
ている金属芯金に離型層や弾性層を設けたローラでも同
様の効果を期待できる。

【００７３】なお、使用環境条件および充放電に係わる
電池寿命を考慮すると、蓄電池としては、ニッケル・カ
ドミウム電池、密閉型鉛蓄電池などガス等の発生のない
ものが好ましい。

【００７４】また、蓄電池は少なくともその出力電力の
一部を補助ヒータに供給するが、それ以外は、例えば、
搭載した時計やメモリの記憶保持電源として使用でき
る。

【００７５】

【発明の効果】簡単な構成により、ウォーミングアップ
時間の短縮を図ることが出来、かつ、画像形成装置の主
電源に対する負荷を軽減できる。

【００７６】また、電力費用の低減が図れ、蓄電池の長
寿命化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の構成を示す概略図である。

【図２】定着装置の主要素である定着ローラ及び圧着ロ
ーラの構成を説明するための模式的断面図である。

【図３】ウォーミングアップ時の定着ローラに対する電
力供給、および、蓄電池の充電に関する説明のためのブ
ロック図である。

【図４】２個の蓄電池を搭載（付設）した場合の使用勝
手を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１自動原稿送り装置２画像読み取り部３画像形成部３００画像形成ユニット５給紙部６０１定着装置６０３定着ローラ６４０メインヒータ６５０補助ヒータ８００，８０３蓄電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池の出力電力の一部を定着ヒータに
供給するとともに、前記蓄電池の充電に際して時刻情報
を用いるように構成した事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記定着ヒータは定着ローラの内部に設け
た補助ヒータである事を特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記蓄電池に対する充電は、画像形成装
置の電力消費が低い時間帯に行うように構成した事を特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記時刻情報は、画像形成装置に付設し
た時計によることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項５】出力電力の一部を定着ヒータに供給する
蓄電池を複数個有する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】出力電力の一部を定着ヒータに供給する
蓄電池を複数個付設するとともに、その出力電圧の低下
に伴って使用中の蓄電池と待機中の蓄電池とを自動的に
切り換え使用するように構成した事を特徴とする請求項
５に記載の画像形成装置。
【請求項７】出力電力の一部を定着ヒータに供給する
蓄電池を複数個付設するとともに、前記蓄電池のうち少
なくとも一個の蓄電池が前記定着ヒータへの給電に用い
られている間、他の少なくとも一個の蓄電池に対して充
電を行いうるように構成した事を特徴とする請求項６に
記載の画像形成装置。
【請求項８】前記定着ヒータは定着ローラの内部に設
けた補助ヒータである事を特徴とする請求項５乃至請求
項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記蓄電池の充電は、蓄電量が所定値を
下回ったときに行うように構成した事を特徴とする請求
項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記蓄電池の蓄電量低下は、前記出力
電圧が所定値を下回ったことを検知する事により行う事
を特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記蓄電池は、ニッケル・カドミウム
電池または密閉型鉛蓄電池である事を特徴とする請求項
５乃至請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置。