JP2004266984A

JP2004266984A - Image forming device

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Publication number: JP2004266984A
Application number: JP2003095652A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Maekawa; 智徳前川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4308562B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save energy by averaging electric power consumption. <P>SOLUTION: A control voltage switching means 31 is switched to a DC power supply 26 side when an image is formed. A DC voltage outputted from the DC power supply 26 is supplied to a control voltage converting portion 29, which in turn converts the supplied DC voltage into a low voltage and switches to an engine control portion 36 side. Then, a charging voltage outputted from an auxiliary power supply 30 is supplied to the control voltage converting portion 29, which converts the supplied DC voltage into a low voltage and feeds it to the engine control portion 36. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を使用した複写機やプリンタなどの画像形成装置に関し、より詳細には、消費電力を平均化し、あるいは待機時のＡＣ電源からの入力を０Ｗとして省エネルギを図る画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実開昭６３−１５０９６７号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１５５６７号公報
【０００３】
電子写真方式を使用した複写機やプリンタ装置等の画像形成装置は、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。この定着方法としては高速対応や安全性、定着性の確保などにおいて有利であること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、ハロゲンヒータなどの発熱部材により加熱される定着ローラに加圧ローラを圧接してニップ部を形成し、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する方法である。
【０００４】
さて、近年、環境への配慮が様々な面において重要となってきている。このため複写機やプリンタ装置など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行なう上で無視できないのは、トナーを記録媒体に定着する熱定着装置の省電力である。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、待機時には定着ローラの温度を定着温度よりやや低い一定の温度に保つことにより、使用時に直ちに使用可能温度（たとえば、１８０℃）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している。この場合、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余分なエネルギを消費している。この待機時の消費エネルギは画像形成装置の消費エネルギの約７割から８割程度に上がることが知られている。
【０００５】
この待機時の消費エネルギを削減してより省電力化を図ることが望まれているが、待機時にエネルギ消費をゼロにすると、定着ローラは鉄やアルミなどの金属ローラを主に使用しており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など長い加熱時間（スタンバイ時間）が必要であり、使用者の使い勝手が悪化してしまう。このため速やかに定着ローラ温度を上昇させる構成が、省エネルギの複写機などを実現する上で必要とされ、たとえば、再立ち上げには１０秒以下が要求されている。
【０００６】
この定着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よい。実際に、プリント速度の速い高速機には電源電圧を２００Ｖにして対応している装置も多い。しかし、日本国内の一般的なオフィスでは、商用電源は１００Ｖ１５Ａであり、２００Ｖに対応させるには設置場所の電源関連に特別な工事を施す必要があり一般的な解決法とはいえない。また、１００Ｖ１５Ａを２系統用いて全投入電力を上げる製品も実用化されているが、２系統のコンセントが近くにあるところでないと設置することができない。このため定着ローラを短時間で昇温させようとしても、投入エネルギの上限は上げられないのが実状であった。
【０００７】
また、定着装置に供給できる電流は、ＡＣ電源から通電する電流のうち定着装置以外で使う電流を除いた分であり、定着装置に供給する電流を、定着装置以外で使う電流が最も大きなときを基準にして設定されている。このため定着装置に供給する電流は制限されてしまう。
【０００８】
これらを改善するため、定着ローラに、ＡＣ電源から電力を供給するヒータとは別に、バッテリーから電力を供給する第２のヒータを設け、画像形成装置が動作していないときにバッテリーを充電し、定着装置を起動するとき、リレーなどの有接点素子でバッテリーを第２のヒータに接続し、ＡＣ電源とバッテリーから定着ローラに電力を供給して定着ローラに対する投入エネルギを高めるものが開示されている（たとえば、特許文献１参照。）。また、主電源の他に大容量のコンデンサを使用した補助電源を使用し、待機時にリレーなどの有接点素子を使用して主電源と定着ローラの接続を遮断し、主電源と補助電源を接続して補助電源を充電し、定着装置を待機状態から立ち上げるときに主電源と補助電源から定着ローラに電力を供給して定着ローラの温度を短時間で所定の温度に立ち上げる装置が開示されている（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００９】
また、現在、電源投入時や定着ローラの温度を下げている省エネモードなどの定着ローラが冷えた状態では、プリントが可能な温度（約１８０℃）に立ち上げるまでに数分間も掛かり、スタンバイ時間が長くなってしまうことは先に述べた通りである。しかし、画像形成装置の電源であるＡＣ電源はコンセントの電流定格による規制があり、この定格電流以下で使うことが必要である。たとえば日本国内では１００Ｖコンセントで１５Ａが一般的である。このため、現在は、限られた電流（たとえば１５Ａの通電）で立ち上がり時間を改善することが試みられており、定着ヒータを内蔵する定着ローラの薄肉化などが行なわれているが、まだ不充分である。定着ヒータは、ＡＣ電源からの入力電圧を通電し加熱しているので、定着装置に供給できる電流Ｉｈは、ＡＣ電源から通電する電流Ｉｔのうち、定着装置以外で使う電流Ｉｅを除いた分であり、この電流Ｉｈを上限として定着ヒータの通電電流を制御を行ない、定着ヒータを所定の温度に保つようにしている。この電流ＩｔとＩｅの比率は、定着装置以外で使う電流Ｉｅが最も大きな時を基準に設定されている（ＡＣ電源の定格電流以上には使えない）。定着ヒータの発熱量はヒータに通電する電流に比例し、電流が多いほど早く定着ローラの温度を立ち上げることができる。
【００１０】
そこで、従来は、ＡＣ電源で駆動する定着ヒータとは別に、バッテリーやコンデンサなどの補助電源で駆動する定着ヒータを設けることにより、定着ヒータに大きな電力を投入し、必要な温度や立ち上がり時間の短縮を行っている（たとえば、特許文献１，２参照。）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるように有接点の駆動素子を用いてバッテリーや補助電源に対するＡＣ電源と定着ローラの接続を切り換えていると、定着ローラに供給する電流やバッテリーや補助電源を充電するためにＡＣ電源から入力する電流を制御することは困難であった。また、特許文献１に示すように、定着ローラにバッテリーなどから電力を供給する第２のヒータを設けると、定着ローラの構成が複雑になり高価になるという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、定着装置を短時間で立ち上げるとともに電力の消費量を平均化して省エネルギを図ることを第１の目的とする。
【００１３】
また、画像形成装置での定着装置の立ち上がりまでの待ち時間およびプリントやコピー動作中における定着温度低下による動作の一時中断など画像形成装置自体の要因や操作者の待ち時間を少なくすることを第２の目的とする．
【００１４】
また、画像形成装置で、定着ヒータへの通電に使う補助電源を、待機時の電源として使うことにより、待機時のＡＣ電源からの入力を０Ｗとすることを第３の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる画像形成装置にあっては、直流電源装置と充電手段と補助電源部と制御電圧切換手段および制御電圧変換手段を有し、直流電源装置はＡＣ電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して出力し、充電手段はＡＣ電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して補助電源部に蓄電し、補助電源部は蓄電した充電電圧を出力し、制御電圧切換手段は直流電源装置から出力する直流電圧と補助電源部から出力する充電電圧を切り換えて制御電圧変換手段に供給し、制御電圧変換手段は制御電圧切替手段の切り替えにより供給された直流電圧を低電圧に変換して制御手段に供給し、直流電源装置の出力と補助電源部の出力のいずれかを選択して制御手段に供給するものである。
【００１６】
この発明によれば、直流電源装置から出力する直流電圧と補助電源部から出力する充電電圧を切り換えて制御電圧変換手段を介して制御手段に供給するようにすることにより、直流電源装置の出力と補助電源部の出力のいずれかを選択して制御手段に供給することができ、電力の消費量を平均化することが可能になる。
【００１７】
また、請求項２にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、画像形成時に制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、直流電源装置から出力する直流電圧を制御電圧変換手段に供給し、待機時に制御電圧切換手段を補助電源部側に切り換え、補助電源部から出力する充電電圧を制御電圧変換手段に供給するものである。
【００１８】
この発明によれば、画像形成時に制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、直流電源装置から出力する直流電圧を制御電圧変換手段に供給し、待機時に制御電圧切換手段を補助電源部側に切り換え、補助電源部から出力する充電電圧を制御電圧変換手段に供給することにより、待機時において省エネルギを図ることが可能になる。
【００１９】
また、請求項３にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、画像形成装置の電源スイッチのオフ動作に同期して制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、補助電源部から制御電圧変換手段に供給する電圧を遮断するものである。
【００２０】
この発明によれば、画像形成装置の電源スイッチのオフ動作に同期して制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、補助電源部から制御電圧変換手段に供給する電圧を遮断することにより、電源スイッチをオフにした後に補助電源部から制御手段に制御電圧を供給する事態が回避される。
【００２１】
また、請求項４にかかる画像形成装置にあっては、前記補助電源部は、起動時に定着装置の発熱体に電力を供給するものである。
【００２２】
この発明によれば、補助電源部は、起動時に定着装置の発熱体に電力を供給することにより、定着装置の短時間で立ち上げが可能になる。
【００２３】
また、請求項５にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、待機時に補助電源部の充電電圧が規定電圧以下になったとき、制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、直流電源装置から出力する直流電圧を制御電圧変換手段に供給するものである。
【００２４】
この発明によれば、待機時に補助電源部の充電電圧が規定電圧以下になったとき、制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、直流電源装置から出力する直流電圧を制御電圧変換手段に供給することにより、安定した制御電圧を制御手段に供給すること可能になる。
【００２５】
また、請求項６にかかる画像形成装置にあっては、前記補助電源部に複数の蓄電素子と、前記各蓄電素子と直列に接続され前記各蓄電素子の接続を断続する開閉手段を有し、前記各蓄電素子の充電電圧に応じて前記制御電圧切換手段に電圧を供給する蓄電素子を選択して切り換える切換手段を設けたものである。
【００２６】
この発明によれば、補助電源部に複数の蓄電素子と、各蓄電素子と直列に接続され各蓄電素子の接続を断続する開閉手段を設け、切換手段で各蓄電素子の充電電圧に応じて制御電圧切換手段に電圧を供給する蓄電素子を選択して切り換えることにより、補助電源部の充電電圧をより有効に利用することが可能になる。
【００２７】
また、請求項７にかかる画像形成装置にあっては、直流電源から直流電圧を生成する直流電圧生成手段と、充電可能な補助電源部と、前記直流電圧生成手段から供給される電圧を前記補助電源部に充電する充電手段と、本装置本体を統括的に制御する制御手段と、前記制御手段に電力供給を行なうＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する画像形成装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電源として、前記直流電圧生成手段からの出力と前記補助電源部からの出力とを前記制御手段の制御信号にしたがって切り替える電源切替手段を備えたものである。
【００２８】
この発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源として、直流電圧生成手段からの出力と補助電源部からの出力とを制御手段の制御信号にしたがって切り替えることにより、たとえば待機時（省エネモード時）において定着ヒータへの通電は補助電源に切り替えてＡＣ電源からの入力を遮断可能にする。
【００２９】
また、請求項８にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、画像形成の待機時に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電源として前記補助電源部に充電された電圧を供給するものである。
【００３０】
この発明によれば、請求項７において、画像形成の待機時に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源（制御用電源）として補助電源部に充電された電圧を供給することにより、待機中のＡＣ電源の入力を０Ｗにすることが可能になる。
【００３１】
また、請求項９にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、装置本体の電源スイッチによる電源オフ時に、前記補助電源部から前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給を遮断するものである。
【００３２】
この発明によれば、請求項７または８において、画像形成装置の電源スイッチ（メインＳＷ）のオフに同期して補助電源からＤＣ／ＤＣコンバータへ供給する電圧を遮断することにより、電源遮断時に本装置の電源が完全に切ることが可能になる。
【００３３】
また、請求項１０にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、前記補助電源部から放電する場合、前記直流電圧生成手段からの出力を遮断するものである。
【００３４】
この発明によれば、請求項７において、補助電源部から放電する場合、直流電圧生成手段からの出力を遮断することにより、補助電源部のみの電力供給が可能になる。
【００３５】
また、請求項１１にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、前記補助電源部の電圧値があらかじめ定められている値に対して低い場合、前記直流電圧生成手段からの出力に切り替えるものである。
【００３６】
この発明によれば、請求項７において、本装置に供給する補助電源の電圧が所定値よりも低いときには直流電源からの給電に切り替えることにより、安定した制御用電圧の供給が可能になる。
【００３７】
また、請求項１２にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、前記補助電源部の電圧値があらかじめ定められている値に対して低い場合、前記直流電圧生成手段から前記補助電源部に給電し、充放電を制御するものである。
【００３８】
この発明によれば、請求項１１において、補助電源部の電圧値があらかじめ定められている値に対して低い場合、直流電圧生成手段から補助電源部に給電し、充放電を制御することにより、補助電源を有効に利用することが可能になる。
【００３９】
また、請求項１３にかかる画像形成装置にあっては、前記制御手段は、定着ヒータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対し、少なくとも前記補助電源部に充電された電圧を供給するものである。
【００４０】
この発明によれば、請求項７において、定着ヒータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに対し、少なくとも補助電源部に充電された電圧を供給することにより、画像形成動作中における定着温度低下などの低減可能になる。
【００４１】
また、請求項１４にかかる画像形成装置にあっては、前記補助電源部は、電気二重層コンデンサとするものである。
【００４２】
この発明によれば、請求項１〜１３の何れか一つにおいて、電気二重層コンデンサを補助電源部として用いることにより、短時間での充放電が可能になり、かつ長寿命化が実現する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる画像形成装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態１）
この実施の形態１は、直流電源装置から出力する直流電圧と補助電源部から出力する充電電圧を切り換えて制御電圧変換手段を介して制御手段に供給するようにすることにより、直流電源装置の出力と補助電源部の出力のいずれかを選択して制御手段に供給可能にして、電力の消費量を平均化して省エネルギを図るとともに、定着装置を短時間で立ち上げるものである。以下、具体的に説明する。
【００４５】
図１は、本発明の実施の形態１にかかる画像形成装置の外観図である。図に示すように、画像形成装置１は、自動原稿送り装置２と、プリント部数などのジョブ情報を入力する操作部３と、自動原稿送り装置２で送られた原稿を読み取り画像情報に変換する読取部４と、読み取った原稿の画像を形成して記録紙に転写する作像エンジン部５と、記録紙を貯蔵して作像エンジン部５に送る給紙ユニット６と、記録紙の両面に画像を形成するときに使用する両面ユニット７と、画像が形成された記録紙のステープルなどを行なうフィニッシャー８と、を有する。
【００４６】
作像エンジン部５のエンジン部９は、図２の構成図に示すように、感光体１０と、感光体１０の周囲に沿って設けられた帯電装置１１と、感光体１０の回転方向の帯電装置１１より下流側に設けられ、レーザ光１２を感光体１０の表面に入射するミラー１３と、レーザ光１２の入射部の下流側に設けられた現像装置１４と、現像装置１４の下流側に設けられた転写装置１５と、転写装置１５の下流側に設けられたクリーニング装置１６と、記録紙に転写したトナー像を定着する定着装置１７を有する。
【００４７】
この画像形成装置１で画像を形成するとき、回転している感光体１０の表面を帯電装置１１により均一に帯電し、画像情報に応じて出射されるレーザ光１２をミラー１３で反射して帯電した感光体１０の表面に入射し、形成する画像に応じた静電潜像を形成する。感光体１０の表面に形成した静電潜像を現像装置１４で現像してトナー像を形成する。一方、給紙ユニット６から給紙された記録紙はレジストローラ１８の位置で一旦停止している。そして感光体１０に形成されたトナー像が転写装置１５に達すると、画像位置のタイミングを合わせてレジストローラ１８から記録紙を送り出し、感光体１０に形成されたトナー像を転写装置１５で記録紙に転写する。転写装置１５でトナー像が転写された記録紙は定着装置１７に送られ、記録紙に転写したトナー像のトナーを加熱溶融して定着する。また、記録紙に転写されずに感光体１０に残留したトナーはクリーニング装置１６で除去される。
【００４８】
この記録紙に転写されたトナー像を定着する定着装置１７は、図３の構成図に示すように、内部に発熱体１９を有する定着ローラ２０と、定着ローラ２０に押圧した加圧ローラ２１と、たとえばサーミスターからなる温度センサ２２と、を有する。定着ローラ２０と加圧ローラ２１のローラ基体は、アルミニュームや鉄などの金属を使用し、耐久性や加圧による変形などを防いでいる。特に定着ローラ２０は熱容量が大きく形成され、加熱したときに、加熱温度を安定して保持できるようになっている。定着ローラ２０内に設けられた発熱体１９は、たとえばガラス管の中にある電熱線が電力の供給によって発光し、周囲の物体を加熱するハロゲンヒータを使用して寿命を長くするようにしている。なお、ハロゲンヒータに限らず、その他の抵抗発熱体を使用してもよい。また、定着ローラ２０と加圧ローラ２１のローラ基体の表面にはトナーとの固着を防ぐため離型層を形成し、ローラ基体の内面にはハロゲンヒータの熱を効率よく吸収するため黒化処理をしている。この定着装置１７の加熱した定着ローラ２０と加圧ローラ２１のニップ部で記録紙２３に転写されたトナー２４を加熱および加圧し、その作用によって定着する。
【００４９】
この画像形成装置１に電力を供給する電源装置２５は、図４の回路図に示すように、画像形成装置１の各部に電力を供給する直流電源装置２６と、定着ローラ２０の発熱体１９に電力を供給するインバータ２７と、インバータ２７の動作を制御するインバータ制御部２８と、制御電圧変換部２９と、補助電源部３０と、制御電圧切換手段３１と、を有する。
【００５０】
この電源装置２５には交流電源３２からサーキットブレーカＣＢと自動電圧調整器ＡＶＲおよびノイズフィルタＮＦを介して電源電圧が供給される。この電源電圧は主電源スイッチＳＷ１を介して直流電源装置２６に供給されるとともに開閉手段であるパワーリレーの接点ＲＬ１を介してインバータ２７に供給される。
【００５１】
直流電源装置２６は、図５の回路図に示すように、たとえばＤＣ２４Ｖの負荷電圧Ｖｐを出力する負荷電圧出力部３３と、たとえばＤＣ５Ｖの制御電圧Ｖｃを出力する制御電圧出力部３４を有する。この直流電源装置２６の負荷電圧出力部３３から出力される負荷電圧Ｖｐは作像エンジン部５のパワー負荷３５ａに供給される。また、直流電源装置２６の制御電圧出力部３４から出力される制御電圧Ｖｃは制御電圧切換手段３１を介して制御電圧変換部２９に供給される。
【００５２】
制御電圧変換部２９は、図５に示すように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２９ａ，２９ｂ，２９ｃを有し、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２９ａ〜２９ｃで印加したたとえばＤＣ５Ｖの制御電圧Ｖｃを、たとえばＤＣ３．３ＶとＤＣ２．５ＶおよびＤＣ１．６Ｖに変換してエンジン制御部３６に出力する。エンジン制御部３６は、図６のブロック図に示すように、操作部３で指定されたプリント部数などのジョブ情報を処理する操作制御部３７と、作像エンジン部５の省エネ負荷３５ｂに電力を供給して制御を主に行なうＩ／Ｏ制御部３８と、原稿の読み込みや画像情報の加工および作像エンジン部５への書き込みなどを行なう読取・書込制御部３９と、電源が切れた状態でもデータを保持する不揮発性メモリ４０と、これらをシステム的に制御するメイン制御部４１と、を有する。
【００５３】
インバータ２７は、図４に示すように、パワーリレーＲＬ１から整流手段のダイオードブリッジＤＢと、コンデンサＣおよびコイルＬ１からなるフィルタと、インバータ制御部２８で制御されるドライバＤＲ１により動作するスイッチング素子Ｑ１とを有し、定着ローラ２０の発熱体１９に加熱電流を供給するとともに、発熱体１９とスイッチング素子Ｑ１の直列回路に並列に接続された補助電源部３０に電力を供給する。
【００５４】
補助電源部３０は、たとえば電気二重層コンデンサからなるキャパシタを使用している。このキャパシタはたとえば１個のセルの容量が２．５Ｖ程度のものが直列に接続されている。この補助電源部３０の出力電圧は制御電圧切換手段３１を介して制御電圧変換部２９に印加される。
【００５５】
この画像形成装置１で主電源スイッチＳＷ１がオンになると、直流電源装置２６から出力される負荷電圧Ｖｐを作像エンジン部５のモータなどのパワー負荷３５ａに供給し、制御電圧Ｖｃを制御電圧切換手段３１と制御電圧変換部２９を介してエンジン制御部３６に供給してエンジン制御部３６を駆動し、パワーリレーＲＬ１をオンにしてインバータ２７を駆動して定着ローラ２０の発熱体１９に電流を供給して定着ローラ２０の立ち上げ、エンジン制御部３６から作像エンジン部５の省エネ負荷３５ｂに電力を供給して各部の初期設定を行ない画像形成動作を行なう。
【００５６】
画像形成動作が終了して待機時の省エネモードに入ると、図７のフローチャートに示すように、エンジン制御部２６は、インバータ制御部２８の動作を制御して定着ローラ２０の発熱体１９に供給している電流を遮断し、パワー負荷３５をオフにし（ステップＳ１，Ｓ２）、制御電圧切換手段３１の接続を直流電源装置２６から補助電源部３０側に切り換え、補助電源部３０から制御電圧切換手段３１を介してエンジン制御部３６に電力を供給し、エンジン制御部３６から作像エンジン部５の省エネ負荷３５ｂに電力を供給する（ステップＳ３）。このように省エネモードのときに、キャパシタからなる補助電源部３０からエンジン制御部２６に対してのみ電力を供給することにより、交流電源３２から供給する電力を０Ｗにすることができ、省エネルギを図ることができる。
【００５７】
この省エネモードのとき、エンジン制御部３６に補助電源部３０から電力を供給しているため、主電源スイッチＳＷ１をオフにしてもエンジン制御部３６は動作している。そこでこれを回避するために、図５に示すように、主電源スイッチＳＷ１のオン・オフを検出する主スイッチ検出部４２を設け、主スイッチ検出部４２で主電源スイッチＳＷ１がオフになったことを検出したとき、エンジン制御部３６は制御電圧切換手段３１を補助電源部３０から直流電源装置２６に切り換える。このようにして主電源スイッチＳＷ１がオフになったときに、画像形成装置１自体を停止させることができる。
【００５８】
上述では省エネモードのときに、補助電源部３０からエンジン制御部３６に対してのみ電力を供給する場合について説明したが、待機時の省エネモードのときに、補助電源部３０からエンジン制御部３６とともに定着ローラ２０の発熱体１９に電力を供給するようにしてもよい。たとえば図８の回路図に示すように、インバータ２７ａのコンデンサＣおよびコイルＬ１からなるフィルタの出力端に定着ローラ２０の発熱体１９と点灯制御を行なうスイッチング素子Ｑ１を接続するとともに、リレーＲＬ２とダイオードＤ５の並列回路と補助電源部３０および補助電源部３０の充電制御を行なうスイッチング素子Ｑ２を、発熱体１９とスイッチング素子Ｑ１と並列に接続し、補助電源部３０の出力電圧を検出する電圧検出部４３を設ける。
【００５９】
また、インバータ制御部２８は、エンジン制御部３６からの制御信号により定着ローラ２０の発熱体１９の点灯制御と定着ローラ２０の温度制御および補助電源部３０の充電制御を行なう。このインバータ制御部２８は画像形成装置１の動作状態に応じてエンジン制御部３６から送られる制御信号により、発熱体１９をＡＣ電源３２から送られる電力で通電するか補助電源部３０の出力電圧で通電するかを切り換える。また、発熱体１９と補助電源部３０への通電は、各駆動ドライバＤＲＩ，ＤＲ２でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作を制御して行ない、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の導通比率は発熱体１９と補助電源部３０へ通電する電流値に応じて制御している。
【００６０】
このインバータ２７ａで補助電源部３０を充電するときはリレーＲＬ２を開にしてダイオードＤ５を介して行い。補助電源部３０から発熱体１９に通電するときは、リレーＲＬ２を閉にしてダイオードＤ１をバイパスして通電する。
【００６１】
発熱体１９の点灯制御では、画像形成装置１の起動時すなわち電源投入時または定着ローラ２０の温度を低目に設定している省エネモードからの復帰時で定着ローラ２０の温度が目標の温度たとえば１８０℃以下であって、補助電源部３０の電圧がＡＣ電源３２のピーク電圧に近い基準電圧たとえば１１０Ｖ以上の場合は、ＡＣ電源系のパワーリレーＲＬ１をオフにし、補助電源系のパワーリレーＲＬ２をオンにして補助電源部３０から発熱体１９に通電する。この補助電源部３０はキャパシタを使用しているので、発熱体１９に通電すると放電により充電電圧が低下する。このため電圧検出部４３で補助電源部３０の電圧を検出し、補助電源部３０の電圧がたとえばＡＣ電源３２の電圧である１００Ｖ以下に低下した場合、パワーリレーＲＬ２をオフにし、パワーリレーＲＬ１をオンにしてＡＣ電源系から発熱体１９に通電するとともに補助電源部３０を充電する。この発熱体に通電を行なう電源すなわちＡＣ電源系と補助電源部３０の選択は、補助電源部３０の充電電圧に応じて任意のタイミングで行なうことができる。
【００６２】
つぎに、図９に示すフローチャートを参照し、待機時の動作例について説明する。この補助電源部３０で所定のタイミングで発熱体１９を通電しているときに、画像形成装置１の画像形成動作が終了して省エネモードになると（ステップＳ１１）、エンジン制御部２６は、インバータ制御部２８の動作を制御して定着ローラ２０の発熱体１９に供給している電流を遮断し、パワー負荷３５をオフする（ステップＳ１２）。さらに制御電圧切換手段３１の接続を直流電源装置２６から補助電源部３０側に切り換え、補助電源部３０から制御電圧切換手段３１を介してエンジン制御部３６に電力を供給する（ステップＳ１３）。この補助電源部３０からエンジン制御部３６に電力を供給しているとき、電圧検出部４３で検出している電圧をエンジン制御部３６のメイン制御部４１で監視し（ステップＳ１４）、補助電源部３０の充電電圧が規定電圧以上のとき、補助電源部３０からエンジン制御部３６に電力を供給する（ステップＳ１５，Ｓ１３）。
【００６３】
そして、補助電源部３０の充電電圧が規定電圧以下になると（ステップＳ１４）、制御電圧切換手段３１の接続を直流電源装置２６側に切り換え、直流電源装置２６からエンジン制御部３６に電力を供給する（ステップＳ１６）。この状態で補助電源部３０の充電電圧が規定電圧以上になると、制御電圧切換手段３１の接続を補助電源部３０側に切り換え、補助電源部３０からエンジン制御部３６に電力を供給する（ステップＳ１４、Ｓ１５，Ｓ１３）。そして画像形成装置１が起動すると省エネモードを解除する（ステップＳ１４）。
【００６４】
このように補助電源部３０の充電電圧に応じてエンジン制御部３６に電力を供給する電源系を切り換えて、電力の消費量を平均化し、省エネを実現ことができる。
【００６５】
また、補助電源部３０のキャパシタは、たとえば１個のセルの容量が２．５ＶＶ程度のものが直列に接続されている。一方、制御電圧変換部２９のＤＣ／ＤＣコンバータ２９ａはたとえば５Ｖを３．３Ｖに変換している。そこで図１０の構成図に示すように、補助電源部３０を複数のキャパシタ群３０ａ〜３０ｄとスイッチ４４ａ〜４４ｄとを直列に接続し、切換手段４５をキャパシタ群３０ａに接続してキャパシタ群３０ａから制御電圧変換部２９に電力を供給しているとき、キャパシタ群３０ａの充電電圧が規定電圧になったとき、切換手段４５をキャパシタ群３０ｂに切り換えてキャパシタ群３０ｂから制御電圧変換部２９に電力を供給するようにしてもよい。このように複数のキャパシタ群３０ａ〜３０ｄを切り換えて制御電圧変換部に電力を供給することにより、補助電源部３０の充電電圧をより有効に利用することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
この実施の形態２は、ＡＣ電源から定着ヒータに供給できる電流より大きな電流を供給できる定着装置、およびＡＣ電源から定着ヒータへの通電と併行して、蓄電手段への充電を行える定着装置、ＡＣ電源からの通電と補助電源からの通電を１つの定着ヒータで行ない、蓄電素子の充電状態をＡＣ電源がオフのときにも省エネ可能な定着装置を実現するものである。すなわち、この実施の形態２では下記の３つの項目を実現するものである。
【００６７】
（１）プリント動作中における定着温度低下の低減（お休みタイムの低減）
（１−１）プリント／コピー動作時の電力補填
プリント／コピー動作時は、画像形成装置の各部で電力消費が最大になるので、定着ヒータへ通電できる電流の割合が少なくなる。このため、ＡＣ電源から通電できる電流よりも、補助電源回路から供給できる電流が大きいときには、補助電源回路の蓄電素子から通電し、定着温度の低下を回避する。
【００６８】
（１−２）補助電源回路への充電
ＡＣ電源から画像形成装置への入力電流が定格電流以下のときは、入力電流と定格電流の差に応じて、補助電源回路の蓄電素子を充電する。具体的には、主に画像形成装置が、プリントまたはコピー動作の開始を待っている待機状態に充電を行なう。また、動作中でも入力電流に余裕のある場合（たとえば、定着ローラの温度が目標温度に達しており、定着ヒータに通電しなくてもよい場合）には、その余裕に応じた充電を行なう。なお、充電電圧が所定値以上の場合は充電を行わない。また、装置の電源が入っていない状態でも、蓄電素子に電圧が充電されている場合はそれを表示するようにする。
【００６９】
（１−３）待機時のＡＣ電源からの入力を０Ｗにする
画像形成装置で、定着ヒータへの通電に使う補助電源（キャパシタ）を、待機時の電源として使うことにより、待機時のＡＣ電源からの入力を０Ｗとする。以下これらの具体的な例について説明する。
【００７０】
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる複合機能のフルカラーデジタル複写機の外観図である。このフルカラーデジタル複写機（以下、複写機という）は、大きくは、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４００と操作ボード６１０と、カラー原稿スキャナー３００と、カラープリンタ１００と、給紙テーブル２００の各ユニットで構成されている。機内のシステムコントローラ６３０（図１３参照）には、パソコンＰＣが接続したＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）が接続されている。この複写機のシステムコントローラ６３０（図１３参照）は、通信網（インターネット）に接続することができ、この通信網を介して、管理センタの管理サーバ５００と通信してデータ交換することができる。
【００７１】
図１２は、図１０の複写機の概略構成を示す説明図である。カラープリンタ１００は、中央に、無端ベルト状の中間転写ベルト１１０が配置されている。中間転写ベルト１１０は、たとえば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層に弾性層を設けた複層ベルトである。弾性層は、たとえばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの表面に、たとえばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層を形成したものである。
【００７２】
中間転写ベルト１１０は、３つの支持ローラ１１４〜１１６に掛け回されており時計回りに回転駆動される。また、第２の支持ローラ１１５の左には、画像転写後に中間転写ベルト１１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１１７がある。
【００７３】
第１の支持ローラ１１４と第２の支持ローラ１１５との間に張り渡した中間転写ベルト１１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の各色作像ユニット（作像プロセス機器）でなる作像装置１２０があり、各色作像ユニットは、それぞれ個別に、プリンタ本体に対して脱着可能に装着されている。各色作像ユニットには、感光体ドラムを荷電する帯電器、潜像を現像する現像器、クリーニング装置およびその他の周辺機器でなる作像関連機器１１８がある。作像装置１２０の上方には、各色作像ユニットの各感光体ドラムに画像形成のためのレーザ光を照射するレーザ露光装置１２１がある。
【００７４】
中間転写ベルト１１０の下方には、２次転写装置１２２を備える。２次転写装置１２２は、２つのローラ１２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト１２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１１０を押し上げて第３の支持ローラ１１６に押当てるように配置したものである。この２次転写ベルト１２４は、中間転写ベルト１１０上の画像を記録紙上に転写する。２次転写装置１２２の横には、記録紙上の転写画像を定着する定着装置１２５があり、トナー像が転写された記録紙が定着ベルト１２６と加圧ローラ１２７とのニップ部分に送り込まれる。定着装置１２５は、無端ベルトである定着ベルト１２６に加圧ローラ１２７を押し当てたものである。２次転写装置１２２および定着装置１２５の下方に、表面に画像を形成した直後の記録紙を、裏面にも画像を記録するために表裏を反転して送り出すシート反転装置１２８がある。
【００７５】
つぎに、以上のように構成された複写機の動作について説明する。スタートスイッチが押下されると、ＡＤＦ４００に原稿がセットされているときは、それをコンタクトガラス４３２上に搬送し、あるいはＡＤＦ４００に原稿がないときにはコンタクトガラス４３２上に手置きの原稿を読むために直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１キャリッジ３３３および第２キャリッジ３３４を走査駆動する。そして、第１キャリッジ３３３上の光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を第１キャリッジ３３３上のミラーで反射して第２キャリッジ３３４上のミラーで反射して結像レンズ３３５を通して読取センサであるＣＣＤ３３６に結像する。ＣＣＤ３３６で得た画像信号に基づいてＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の記録データが生成される。
【００７６】
また、スタートスイッチが押下されたときに、中間転写ベルト１１０の回転駆動が開始されるとともに、作像装置２０の各作像ユニットの作像準備が開始され、そして各色作像ユニットの作像シーケンスが開始されて、各色作像ユニットに各色記録データに基づいて変調された露光レーザが照射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト１１０上に１枚の画像として重ね転写される。このトナー画像の先端が２次転写装置１２２に進入するときに同時に先端が２次転写装置１２２に進入するようにタイミングをはかって記録紙が２次転写装置１２２に送り込まれる。これにより、中間転写ベルト１１０上のトナー像が記録紙に転写する。トナー像が転写された１記録紙は定着装置２５に送り込まれ、トナー像が記録紙に定着される。
【００７７】
なお、上述の記録紙は給紙テーブル２００の給紙ローラ２４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク２４３に多段に備える給紙カセット２４４の１つから記録紙を繰り出し、分離ローラ２４５で１枚ずつ分離して給紙路２４６に入れ、搬送ローラ２４７で搬送してカラープリンタ１００内の給紙路１４８に導き、レジストローラ１４９に突き当て一旦停止させ、その後前述のタイミングで２次転写装置１２２に送りだされるものである。また、手差しトレイ１５１上に記録紙を差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ１５１上に記録紙を差し込んでいるときには、カラープリンタ１００が給紙ローラ１５０を回転駆動して手差しトレイ１５１上の記録紙の１枚を分離して手差し給紙路１５３に引き込み、同じくレジストローラ１４９に突き当てた状態で待機させ、所定のタイミングで再搬送する。
【００７８】
定着装置１２５で定着処理を受けて排出される記録紙は、切換爪１５５で排出ローラ１５６に案内して、排紙トレイ１５７上にスタックする。または、切換爪１５５で切り換えてシート反転装置１２８に導き、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ１５６で排紙トレイ１５７上に排出する。
【００７９】
図１３は、図１１の複写機における画像読取，画像処理，画像蓄積および画像形成のシステム構成を示すブロック図である。カラー原稿スキャナ３００の原稿を光学的に読み取る読取ユニット３０１は、原稿に対する照明光源の走査を行ない、ＳＢＵ（センサーボードユニット）のＣＣＤ３３６に原稿像を結像する原稿像、すなわち原稿に対する光照射の反射光をＣＣＤ３３６で光電変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号を生成し、ＳＢＵ上のＲＧＢ画像データに変換し、かつシェーディング補正し、そして出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３０２で画像データバスを介して画像データ処理器ＩＰＰ（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｒ；以下、ＩＰＰと記述する）に送出する。
【００８０】
ＩＰＰは、分離生成（画像が文字領域か写真領域かの判定：像域分離），地肌除去，スキャナガンマ変換，フィルタ，色補正，変倍，画像加工，プリンタガンマ変換および階調処理を行なう。ＩＰＰは画像処理を行なうプログラマブルな演算処理手段である。スキャナ３００からＩＰＰに転送された画像データは、ＩＰＰにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系信号の劣化）を補正され、フレームメモリ６０１に書き込まれる。
【００８１】
システムコントローラ６３０は、スキャナアプリケーション，ファクシミリアプリケーション，プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーションなどの複数アプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行なう。操作パネル制御装置６３１は、操作ボード６１０からの入力を解読して本システムの設定とその状態内容を表示する装置である。画像データバス／制御コマンドバスは、画像データと制御コマンドが時分割で転送されるバスである。
【００８２】
システムコントローラ６３０のＣＰＵ６０５は、システムコントローラ６３０の制御を行なう。ＲＯＭ６０４にはシステムコントローラ６３０の制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ６０３はＣＰＵ６０５が使用するワーキングメモリである。ＮＶＲＡＭ６０２は、不揮発メモリであり、システム全体の情報の保管を行なうものである。
【００８３】
外部機器通信制御６０６は、画像の読み取り、画像の蓄積，あるいは画像印刷を要求する外部機器（たとえば、同様の複写機，画像スキャナ，パソコン，プリンタ，ファクシミリ）ならびに管理センタの管理サーバ５００と通信制御を行なうものであり、ネットワークに接続するための物理Ｉ／Ｆの制御を行なう。ネットワーク接続された外部通信機器制御６０６がネットワークからデータを受信すると、電気的な信号より通信データの内容だけシステムＩ／Ｆ６０７に送る。システムＩ／Ｆ６０７では、規定されたプロトコルにしたがい受信データを論理変換しＣＰＵ６０５に送る。ＣＰＵ６０５が、ネットワークにデータを送信するときは、受信動作とは反対の手順で、システムＩ／Ｆ６０７，外部通信機器制御６０６にデータが伝達され、電気信号としてネットワーク上に送出される。
【００８４】
システムＩ／Ｆ６０７は、ＣＰＵ６０５の命令によりシステム内で処理される画像読取データ，ファクシミリ受信データ，パソコンのドキュメントデータ（印刷命令）の転送制御，ならびにパソコンのドキュメントデータも印刷用のイメージデータ（画像データ）への変換と転送を行なう。ワークメモリ６００はプリンタで使用する画像展開（ドキュメントデータからイメージデータへの変換）の作業用メモリである。フレームメモリ６０１は、電源が供給され続けている状態で即座に印刷される読み取り画像や書込み画像のイメージデータを一時蓄える作業用メモリである。
【００８５】
ＨＤＣ６５０は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ１００の作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに読取画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられるハードディスクＨＤＤとコントローラである。イメージデータおよびドキュメントデータは、符号化されたドットイメージであったりする。
【００８６】
ＦＩＦＯバッファメモリ６０９は、入力画像をフレームメモリ６０１へ書き込むときのデータ転送速度変換を行なう。すなわち、転送元と転送先のデータ送出／受入れタイミングの差，転送単位のデータ量の相違，転送速度差を吸収するデータの一時蓄積を行ない、転送元の転送タイミングおよび速度でデータを受入れ、転送先の転送タイミングおよび速度でデータを送り出す。同様にＦＩＦＯバッファメモリ６０８は、フレームメモリ６０１の画像データを出力画像としてデータ転送するときの速度変換を行なう。
【００８７】
メモリコントローラ６１０は、ＣＰＵ６０５の制御なしにフレームメモリ６０１およびＨＤＤＣ６５０とバス間の画像の入出力を制御する。また、操作ボード６１０の入力装置６１４が受けたコマンドに応じて、フレームメモリ６０１を利用して、ＨＤＤＣ６５０に蓄積している画像の編集、加工あるいは画像合成を行なう。
【００８８】
また、メモリコントローラ６１０は、ＨＤＤＣ６５０のＨＤＤからワークメモリ６０１への画像を読み出しと、主に画像データアドレス操作による記録紙に対する画像の印刷方向の変更，画像の回転，画像の組合せ編集と、画像データに対する設定値の加減乗除による濃度変換，画像データ同士の論理積演算や論理和演算による画像トリミングおよび合成と、このように画像処理した画像情報のＨＤＤへの書込みとによって、各種の画像加工および編集を行なうことができる。画像の読み取りは読取ユニット６２４が行ない、印刷変倍は画像書込みユニット６２３が行なう。
【００８９】
ＣＰＵ６１７は、操作ボード６１０の入出力制御を行なう。すなわち操作ボード６１０の入力読込みおよび表示出力を制御する。ＲＯＭ６１６には、操作ボード６１０の制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ６１８は、ＣＰＵ６１７が制御途中で使用する作業用メモリである。入力装置６１４は、使用者が操作ボード６１０の入力キーおよび入力パネルを操作してシステム設定の入力を行なう装置である。表示装置６１５は、操作ボード６１０にあって、使用者にシステムの設定内容、状態を表示するものであり、表示灯および表示パネルを含む。主走査および副走査の基本倍率調整値はシステム調整工程でサンプル画像による倍率測定が行われ、操作パネル制御装置６１１により設定が行われる。また、主走査，副走査の四辺縁なし倍率調整値は、使用者またはメンテナンス担当者（サービスマン）により印刷画像から、画像欠けおよび余白が発生していないか確認され、それらを抑制する倍率調整値が操作ボード６１０により設定される。
【００９０】
図１４は、図１２の複写機１における電源系の構成を示すブロック図である。また、図１５は図１４の具体的な構成例を示す回路図である。ＡＣライン５０から供給されるＡＣ電源を直流電源５２内のＡＣ／ＤＣコンバータ５３によりＤＣ電源に変換し、一部は直接＋３８Ｖ、＋２４Ｖ、＋５Ｖ系の各負荷５８ａ，５８ｂ，５８ｃに電源として供給する。また、＋５Ｖ負荷５８ｄ，＋２４Ｖ系負荷５８ｃは充電回路５４を介して補助電源である電気二重層コンデンサ５５の充電に使用することが可能となっている。
【００９１】
なお、補助電源としては電気二重層コンデンサ以外にもいろいろと選択可能であるが、この実施の形態では短時間での充放電が可能で、長寿命である電気二重層コンデンサを用いている。電気二重層コンデンサの特性として放電するにしたがい端子電圧が低くなってしまうため、昇降圧コンバータ５６を電気二重層コンデンサ５５の後に配置することにより出力電圧が一定になるようにしている。
【００９２】
この実施の形態２では、省エネ負荷（ＤＣ／ＤＣコンバータ），＋５Ｖ系負荷５８ｄ，＋２４Ｖ系負荷５８ｃへ供給するので、昇降圧コンバータ５６は入力電圧が＋２４Ｖから＋５Ｖの範囲で＋５Ｖ，＋２４Ｖ出力可能な構成としている。切換回路５７は、ＡＣライン５０から供給されるＡＣ電源を元にＡＣ／ＤＣコンバータ５３により生成された＋５Ｖ，＋２４Ｖ電源と、電気二重層コンデンサ５５に蓄積されたエネルギーから昇降圧コンバータ５６を通して作られた＋５Ｖ，＋２４Ｖ電源と、をエンジン制御部６０による制御にしたがって切り換えて省エネ負荷（ＤＣ／ＤＣコンバータ），＋５Ｖ系負荷５８ｄ，＋２４Ｖ系負荷５８ｃに供給する働きをする。
【００９３】
エンジン制御部６０は、複写機１の全体の制御も行なっており、各動作モードに応じてシーケンシャルに各負荷５８ａ〜５８ｄを動作させる。また、エンジン制御部６０は電気二重層コンデンサ５５への充放電の制御も行なっている。ＡＣライン５０からの供給電力ですべての負荷に対して電力供給が可能であると判断しているときはＡＣ／ＤＣコンバータ５３により作られた＋２４Ｖ電源を＋２４Ｖ系負荷５８ｃに供給するように切換回路５７を切り換えて、余裕分は充電回路５４を制御することにより電気二重層コンデンサ５５を充電する。一方、ＡＣライン５０からの供給電力ですべての負荷に対して電力供給するには足りないと判断しているときは、電気二重層コンデンサ５５に蓄積されたエネルギーから昇降圧コンバータ５６を通して作られた＋５Ｖ，＋２４Ｖ電源を＋５Ｖ，＋２４Ｖ系負荷５８ｃに供給するように切換回路５７を切り換える。
【００９４】
なお、図１５において、符号６１ａは３．３用ＶＤＣ／ＤＣコンバータ、符号６１ｂは２．５用ＶＤＣ／ＤＣコンバータ、符号６１ｃは１．６用ＶＤＣ／ＤＣコンバータ、符号６４は直流電源５２を遮断する直流電源遮断回路、符号６５は主電源ＳＷ５１のオン・オフを検出するメインＳＷ検出回路、符号６６はエンジン制御部６０内に設けられたＣＰＵ、符号６９はメインモータなどのパワー負荷である。
【００９５】
図１６は、省エネモードにおける制御動作（１）を示すフローチャートであり、エンジン制御部６０によって実行される。図１６において、まず、省エネモードであるか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、省エネモードであると判断すると、エンジン制御部６０は、省エネ負荷切替回路６２を介して、省エネ負荷６３への電源供給を、直流電源５２から補助電源（電気二重層コンデンサ５５）への電源供給に切り替え（ステップＳ２２）、補助電源（電気二重層コンデンサ５５）の電圧を監視し（ステップＳ２３）、キャパシタの選択を行なう（ステップＳ２４）。続いて、補助電源（電気二重層コンデンサ５５）の電圧が規定値以上であるか否かを判断し（ステップＳ２５）、規定値以上であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１への給電を実行する（ステップＳ２６）。
【００９６】
また、電気二重層コンデンサ５５に直流電源を供給し、充電しながら各負荷へ放電し、電源を供給することも可能である。
【００９７】
省エネ負荷６３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１から電力供給を受けて動作している。図１７は、省エネモードにおける制御動作（２）を示すフローチャートである。まず、省エネモードであるか否かを判断し（ステップＳ３１）、省エネモードのときには、定着ヒータ７２をオフし、さらにパワー負荷６９をオフし（ステップＳ３２）、補助電源に切り替え、補助電源からの電源供給を開始する（ステップ３３）。なお、省エネモードのときは、その他への電源供給は行わないものとする。
【００９８】
このような制御を行なうことにより、ＡＣ電源５０からの入力を０Ｗにすることが可能である。なお、このとき、補助電源からの電力供給を行なっているため、装置の主電源ＳＷ５１を切っても、エンジン制御部６０は動作している。そこで、これを回避するために、エンジン制御６０は装置の主電源ＳＷ５１から、電源ＯＮ／ＯＦＦ信号を検知することで、省エネ負荷切替回路６２をオフすることにより、装置自体を停止させることも可能である。また、補助電源からの通電のみのときは、直流電源５２を切ることも可能である。
【００９９】
この補助電源（電気二重層コンデンサ５５）は、待機時に省エネ負荷に対して電源供給するだけでなく、図１８に示すような回路を用いることにより、定着ローラへの電源供給も可能である。図１９のフローチャートに示すように、定着装置を制御するインバータ制御回路７１では、定着ヒータ７２の温度制御（ステップＳ４１）、定着ヒータ７２の点灯制御（ステップＳ４２）、補助電源（電気二重層コンデンサ５５）の充電制御（ステップＳ４３）、画像形成装置本体のエンジン制御部６０との通信（ステップＳ４４）を行なっている。エンジン制御部７２から定着ヒータ７２のオンの信号が出るとインバータ制御回路７１では、定着ヒータ７２をＡＣ電源５０と補助電源（電気二重層コンデンサ５５）のどちらで通電するかを判断し、定着ヒータ７２への通電を行なっている。
【０１００】
ヒータ回路および補助電源（電気二重層コンデンサ５５）への通電は、各駆動回路ＤＲＩＶ（１）７４およびＤＲＩＶ（２）７５で行なっており、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン（導通）することにより定着ヒータ７２または電気二重層コンデンサ５５に通電される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の導通比率は、それぞれの負荷（ヒータとキャパシタ）へ通電する電流値に応じて制御している。
【０１０１】
補助電源（電気二重層コンデンサ５５）へ充電は、ダイオードＤ１を介して行なう。補助電源（電気二重層コンデンサ５５）から定着ヒータ７２への通電は、開閉素子であるリレーＲＬ２を閉じ、ダイオードＤ１をバイパスして通電する。
【０１０２】
図２０は、定着ヒータのＤｕｔｙ点灯制御の動作を示すフローチャートである。まず、定着温度が目標温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。ここで、定着温度が目標温度以下であると判断した場合、さらに定着入力電流が以下であると判断した場合、定着ヒータ７２をオンして通電率を上げる（ステップＳ５３）。一方、定着温度が目標温度を超えている場合には、定着ヒータ７２をオフして通電率を下げる（ステップＳ５３）。また、ステップＳ５１において定着温度が目標値を超えている場合には、定着ヒータ７２をオフして通電率０とする（ステップＳ５４）。
【０１０３】
このように、定着ヒータ７２の点灯制御では、装置の起動時（電源投入時または定着ローラの温度を低目に設定している省エネモードからの復帰時）か判断し、起動時の定着ローラの温度が目標の温度（たとえば１８０℃）以下であって、電気二重層コンデンサ５５の電圧がＡＣ電源５０のピーク電圧に近い基準電圧１（たとえば１１０Ｖ）以上の場合は、ＡＣ電源系のパワーリレーＲＬ１を開き、補助電源系のパワーリレーＲＬ２を閉じて、補助電源から定着ヒータ７２に通電（Ｄｕｔｙ点灯）を行なう。
【０１０４】
また、蓄電素子にはキャパシタを使用しているので、補助電源から定着ヒータに通電を行なった場合は、放電により充電電圧が低下する。このため、出力電圧検出回路（ＶＳＥＮ）７６で充電電圧を監視し、放電が進みＡＣ電源の電圧よりも低下した場合は（具体的には、蓄電素子の直流の充電電圧が、ＡＣ電源の定格電圧である１００Ｖ以下に低下した場合）、補助電源系のパワーリレーＲＬ２を開き、ＡＣ電源系からの通電に切り替えている。定着ヒータ７２に通電を行なう電源（ＡＣ電源または補助電源）の選択は、任意のタイミングで行なうことができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像形成装置（請求項１）によれば、直流電源装置から出力する直流電圧と補助電源部から出力する充電電圧を切り換えて制御電圧変換手段を介して制御手段に供給するようにしたので、直流電源装置の出力と補助電源部の出力のいずれかを選択して制御手段に供給することが実現し、電力の消費量を平均化することができる。
【０１０６】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項２）によれば、画像形成時に制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、直流電源装置から出力する直流電圧を制御電圧変換手段に供給し、待機時に制御電圧切換手段を補助電源部側に切り換え、補助電源部から出力する充電電圧を制御電圧変換手段に供給するため、待機時に省エネルギを図ることができる。
【０１０７】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項３）によれば、画像形成装置の電源スイッチのオフ動作に同期して制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、補助電源部から制御電圧変換手段に供給する電圧を遮断するので、電源スイッチをオフにした後に補助電源部から制御手段に制御電圧を供給する事態を回避することができる。
【０１０８】
さらに、本発明にかかる画像形成装置（請求項４）によれば、補助電源部は、起動時に定着装置の発熱体に電力を供給するため、定着装置を短時間で立ち上げることができる。
【０１０９】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項５）によれば、待機時に補助電源部の充電電圧が規定電圧以下になったとき、制御電圧切換手段を直流電源装置側に切り換え、直流電源装置から出力する直流電圧を制御電圧変換手段に供給するため、安定した制御電圧を制御手段に供給することができる。
【０１１０】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項６）によれば、補助電源部に複数の蓄電素子と、各蓄電素子と直列に接続され各蓄電素子の接続を断続する開閉手段を設け、切換手段で各蓄電素子の充電電圧に応じて制御電圧切換手段に電圧を供給する蓄電素子を選択して切り換えるので、補助電源部の充電電圧をより有効に利用することができる。
【０１１１】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項７）によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源として、直流電圧生成手段からの出力と補助電源部からの出力とを制御手段の制御信号にしたがって切り替えることにより、たとえば待機時（省エネモード時）において定着ヒータへの通電は補助電源に切り替えてＡＣ電源からの入力を遮断可能にするため、待機時のＡＣ電源からの入力を０Ｗにすることができるとともに、補助電源および直流電源からの電力供給が的確に制御されるので、画像形成開始までの待ち時間を短縮することができる。
【０１１２】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項８）によれば、請求項７において、画像形成の待機時に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源（制御用電源）として補助電源部に充電された電圧を供給するので、待機中のＡＣ電源の入力を０Ｗにすることができる。
【０１１３】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項９）によれば、請求項７または８において、画像形成装置の電源スイッチ（メインＳＷ）のオフに同期して補助電源からＤＣ／ＤＣコンバータへ供給する電圧を遮断するため、電源遮断時に本装置の電源を完全に切ることができる。
【０１１４】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項１０）によれば、請求項７において、補助電源部から放電する場合、直流電圧生成手段からの出力を遮断するので、補助電源部のみの電力供給が実現する。
【０１１５】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項１１）によれば、請求項７において、本装置に供給する補助電源の電圧が所定値よりも低いときには直流電源からの給電に切り替えるので、安定した制御用電圧の供給を行なうことができる。
【０１１６】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項１２）によれば、請求項１１において、補助電源部の電圧値があらかじめ定められている値に対して低い場合、直流電圧生成手段から補助電源部に給電し、充放電を制御するので、補助電源を有効に利用することができる。
【０１１７】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項１３）によれば、請求項７において、定着ヒータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに対し、少なくとも補助電源部に充電された電圧を供給するため、画像形成動作中における定着温度低下などを低減することができる。
【０１１８】
また、本発明にかかる画像形成装置（請求項１４）によれば、請求項１〜１３の何れか一つにおいて、電気二重層コンデンサを補助電源部として用いるため、短時間での充放電および長寿命化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる画像形成装置の外観図である。
【図２】図１の画像形成装置における概略構成を示す説明図である。
【図３】図２における定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる画像形成装置の電源装置の構成を示す回路図である。
【図５】図４における直流電源装置の構成を示す回路図である。
【図６】図５におけるエンジン制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１にかかる待機時の動作例（１）を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１にかかるインバータの他の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる待機時の動作例（２）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる補助電源部の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかる画像形成装置およびそのシステム構成を示す説明図である。
【図１２】図１１における画像形成装置の断面構成を示す説明図である。
【図１３】図１１における画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態２にかかる画像形成装置の電源系の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４における電源系の構成例（１）を示す回路図である。
【図１６】本発明の実施の形態２にかかる省エネモード時の動作例（１）を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態２にかかる省エネモード時の動作例（２）を示すフローチャートである。
【図１８】図１４における電源系の構成例（２）を示す回路図である。
【図１９】本発明の実施の形態２にかかる定着の全体制御を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態２にかかる定着ヒータの点灯制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１画像形成装置
１７定着装置
１９発熱体
２０定着ローラ
２１加圧ローラ
２２，７３温度センサ
２５電源装置
２６直流電源装置
２７，７０インバータ
２８，７１インバータ制御回路
２９制御電圧変換部
３０補助電源部
３１制御電圧切換手段
３５ａ，６９パワー負荷
３６，６０エンジン制御部
５０ＡＣライン
５２直流電源
５３ＡＣ／ＤＣコンバータ
５４充電回路
５５電気二重層コンデンサ
５６昇降圧コンバータ
５７切替回路
６１ＤＣ／ＤＣコンバータ
７２定着ヒータ
７６出力電圧検出回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, and more particularly, to an image forming apparatus that averages power consumption or saves energy by setting an input from an AC power supply in a standby state to 0 W. It concerns the device.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 63-150967
[Patent Document 2]
JP 2000-315567 A
[0003]
2. Description of the Related Art An image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system forms a toner image on a recording medium and fixes the formed toner image on the recording medium by heat and pressure. As the fixing method, a heat roller method is currently most often employed because it is advantageous in high-speed operation, safety, and securing the fixing property. The heat roller method is a method in which a nip portion is formed by pressing a pressure roller against a fixing roller heated by a heating member such as a halogen heater, and heating is performed through the recording medium onto which the toner image has been transferred.
[0004]
In recent years, consideration for the environment has become important in various aspects. For this reason, energy saving is also progressing in image forming apparatuses such as copiers and printers. What cannot be ignored in saving energy of the image forming apparatus is the power saving of the heat fixing device for fixing the toner on the recording medium. To reduce the power consumption of the fixing device at the time of standby of the image forming apparatus, the temperature of the fixing roller is maintained at a constant temperature slightly lower than the fixing temperature at the time of standby, so that the temperature of the fixing roller can be immediately increased to a usable temperature (for example, 180 ° C.) during use. Upon startup, the user is prevented from waiting for the temperature of the fixing roller to rise. In this case, even when the fixing device is not used, a certain amount of power is supplied to consume extra energy. It is known that the energy consumption during standby increases from about 70% to about 80% of the energy consumption of the image forming apparatus.
[0005]
It is desired to reduce the energy consumption during standby to reduce power consumption.However, if energy consumption is reduced to zero during standby, metal rollers such as iron and aluminum are mainly used as fixing rollers. Since the heat capacity is large, a long heating time (standby time) such as several minutes to several tens of minutes is required to raise the temperature to a usable temperature of about 180 ° C., which deteriorates usability of the user. For this reason, a configuration for rapidly increasing the temperature of the fixing roller is required to realize an energy-saving copying machine or the like. For example, it takes less than 10 seconds to restart.
[0006]
In order to shorten the heating time of the fixing roller, it is preferable to increase the input energy per unit time, that is, the rated power. In fact, many high-speed machines with a high printing speed are compatible with a power supply voltage of 200 V. However, in a general office in Japan, the commercial power supply is 100 V and 15 A, and it is necessary to perform a special work on a power supply in an installation place to correspond to 200 V, which is not a general solution. Also, products that increase the total input power by using two 100V15A systems have been put to practical use, but they cannot be installed unless there are two outlets nearby. For this reason, even if it is attempted to raise the temperature of the fixing roller in a short time, the upper limit of the input energy cannot be increased.
[0007]
The current that can be supplied to the fixing device is the amount of current supplied from the AC power supply excluding the current used by devices other than the fixing device. Set as a reference. Therefore, the current supplied to the fixing device is limited.
[0008]
In order to improve these, the fixing roller is provided with a second heater that supplies power from a battery separately from a heater that supplies power from an AC power supply, and charges the battery when the image forming apparatus is not operating, When the fixing device is started, a battery is connected to the second heater by a contact element such as a relay, and power is supplied from the AC power supply and the battery to the fixing roller to increase the energy input to the fixing roller. (For example, see Patent Document 1). Also, in addition to the main power supply, an auxiliary power supply using a large-capacity capacitor is used, and during standby, a contact element such as a relay is used to cut off the connection between the main power supply and the fixing roller and connect the main power supply and the auxiliary power supply An apparatus is disclosed in which an auxiliary power supply is charged to supply power to a fixing roller from a main power supply and an auxiliary power supply when starting up a fixing device from a standby state, thereby raising the temperature of the fixing roller to a predetermined temperature in a short time. (For example, see Patent Document 2).
[0009]
Also, when the fixing roller is cold, such as when the power is turned on or in an energy saving mode in which the temperature of the fixing roller is lowered, it takes several minutes to start up to a printable temperature (about 180 ° C.), and the standby time Is longer as described above. However, the AC power supply, which is a power supply for the image forming apparatus, is regulated by the current rating of the outlet, and it is necessary to use the AC power supply at or below this rated current. For example, in Japan, 15 A is generally used for a 100 V outlet. For this reason, attempts have been made to improve the rise time with a limited current (for example, 15 A), and the thickness of a fixing roller having a built-in fixing heater has been reduced. It is. The fixing heater heats by supplying an input voltage from the AC power supply, and therefore, the current Ih that can be supplied to the fixing device is the current It that is supplied from the AC power supply, excluding the current Ie used by devices other than the fixing device. The current flowing through the fixing heater is controlled with the current Ih as an upper limit, so that the fixing heater is maintained at a predetermined temperature. The ratio between the currents It and Ie is set based on the time when the current Ie used in a device other than the fixing device is the largest (the current It cannot be used beyond the rated current of the AC power supply). The amount of heat generated by the fixing heater is proportional to the current supplied to the heater, and the larger the current, the faster the temperature of the fixing roller can be raised.
[0010]
Therefore, conventionally, by providing a fixing heater driven by an auxiliary power supply such as a battery or a capacitor in addition to the fixing heater driven by an AC power supply, a large amount of power is supplied to the fixing heater, and the required temperature and rise time are reduced. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, if the connection between the AC power supply for the battery and the auxiliary power supply and the connection of the fixing roller are switched using the contact driving element, the current supplied to the fixing roller and the battery and the auxiliary power supply are charged. It has been difficult to control the current input from the AC power supply. Further, as shown in Patent Document 1, when a second heater for supplying electric power from a battery or the like to the fixing roller is provided, there is a problem that the configuration of the fixing roller becomes complicated and expensive.
[0012]
The present invention has been made in view of the above, and a first object of the present invention is to start up a fixing device in a short time and average power consumption to save energy.
[0013]
The second is to reduce factors such as the waiting time until the fixing device starts up in the image forming apparatus, the temporary suspension of the operation due to the decrease in the fixing temperature during the printing and copying operations, and the waiting time of the operator. The purpose of.
[0014]
It is a third object of the present invention to use an auxiliary power supply used to supply power to the fixing heater in the image forming apparatus as a power supply during standby, so that the input from the AC power supply during standby is 0 W.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1 includes a DC power supply, a charging unit, an auxiliary power supply unit, a control voltage switching unit, and a control voltage conversion unit. The AC voltage supplied from the AC power supply is converted into a DC voltage and output, and the charging means converts the AC voltage supplied from the AC power supply into a DC voltage and stores it in the auxiliary power supply unit, and the auxiliary power supply unit stores the stored charge. A voltage is output, and the control voltage switching means switches between the DC voltage output from the DC power supply device and the charging voltage output from the auxiliary power supply to supply the control voltage conversion means to the control voltage conversion means, and the control voltage conversion means is switched by switching the control voltage switching means. The supplied DC voltage is converted to a low voltage and supplied to the control means, and either the output of the DC power supply or the output of the auxiliary power supply is selected and supplied to the control means.
[0016]
According to the present invention, the DC voltage output from the DC power supply and the charging voltage output from the auxiliary power supply unit are switched to be supplied to the control means via the control voltage conversion means, so that the output of the DC power supply is reduced. Any one of the outputs of the auxiliary power supply can be selected and supplied to the control means, and the power consumption can be averaged.
[0017]
In the image forming apparatus according to the second aspect, the control unit switches the control voltage switching unit to the DC power supply device side during image formation, and supplies a DC voltage output from the DC power supply device to the control voltage conversion unit. Then, during standby, the control voltage switching means is switched to the auxiliary power supply unit side, and the charging voltage output from the auxiliary power supply unit is supplied to the control voltage conversion means.
[0018]
According to the present invention, the control voltage switching unit is switched to the DC power supply unit during image formation, the DC voltage output from the DC power supply is supplied to the control voltage conversion unit, and the control voltage switching unit is switched to the auxiliary power supply unit during standby. By switching and supplying the charging voltage output from the auxiliary power supply unit to the control voltage conversion unit, it is possible to save energy during standby.
[0019]
Further, in the image forming apparatus according to the third aspect, the control means switches the control voltage switching means to the DC power supply side in synchronization with the OFF operation of the power switch of the image forming apparatus, and controls the auxiliary power supply unit. This shuts off the voltage supplied to the voltage conversion means.
[0020]
According to this invention, the control voltage switching means is switched to the DC power supply side in synchronization with the OFF operation of the power switch of the image forming apparatus, and the voltage supplied from the auxiliary power supply to the control voltage conversion means is cut off. A situation in which a control voltage is supplied from the auxiliary power supply unit to the control unit after the switch is turned off is avoided.
[0021]
In the image forming apparatus according to the fourth aspect, the auxiliary power supply unit supplies power to a heating element of the fixing device at startup.
[0022]
According to the present invention, the auxiliary power supply unit supplies power to the heating element of the fixing device at the time of startup, so that the fixing device can be started up in a short time.
[0023]
Further, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, when the charging voltage of the auxiliary power supply unit becomes equal to or less than a specified voltage during standby, the control unit switches the control voltage switching unit to the DC power supply device side, The DC voltage output from the power supply device is supplied to the control voltage conversion means.
[0024]
According to the present invention, when the charging voltage of the auxiliary power supply unit falls below the specified voltage during standby, the control voltage switching unit is switched to the DC power supply device side, and the DC voltage output from the DC power supply device is supplied to the control voltage conversion unit. This makes it possible to supply a stable control voltage to the control means.
[0025]
In the image forming apparatus according to claim 6, the auxiliary power supply unit includes a plurality of power storage elements, and an opening / closing unit that is connected in series with each of the power storage elements and disconnects the connection of each of the power storage elements, Switching means for selecting and switching a power storage element for supplying a voltage to the control voltage switching means according to a charging voltage of each of the power storage elements is provided.
[0026]
According to the present invention, the auxiliary power supply unit is provided with a plurality of power storage elements and an opening / closing means connected in series with each of the power storage elements to open / close the connection of each of the power storage elements, and the switching means controls in accordance with the charging voltage of each of the power storage elements. By selecting and switching the storage element that supplies the voltage to the voltage switching means, it is possible to more effectively use the charging voltage of the auxiliary power supply unit.
[0027]
Further, in the image forming apparatus according to claim 7, a DC voltage generating means for generating a DC voltage from a DC power supply, an auxiliary power supply unit capable of charging, and a voltage supplied from the DC voltage generating means, In an image forming apparatus including a charging unit for charging a power supply unit, a control unit for generally controlling the apparatus main body, and a DC / DC converter for supplying power to the control unit, a power supply of the DC / DC converter is provided. Power supply switching means for switching between the output from the DC voltage generation means and the output from the auxiliary power supply unit in accordance with a control signal from the control means.
[0028]
According to the present invention, as the power supply of the DC / DC converter, the output from the DC voltage generator and the output from the auxiliary power supply are switched in accordance with the control signal of the control unit, for example, during standby (in the energy saving mode). The power supply to the fixing heater is switched to an auxiliary power supply so that the input from the AC power supply can be cut off.
[0029]
Further, in the image forming apparatus according to claim 8, the control unit supplies a charged voltage to the auxiliary power supply unit as a power supply of the DC / DC converter during standby for image formation.
[0030]
According to the present invention, the input of the AC power supply in the standby state is performed by supplying the charged voltage to the auxiliary power supply section as the power supply (control power supply) of the DC / DC converter in the standby state of the image formation. Can be set to 0W.
[0031]
In the image forming apparatus according to the ninth aspect, the control unit cuts off power supply from the auxiliary power supply unit to the DC / DC converter when power is turned off by a power switch of the apparatus main body. .
[0032]
According to the present invention, the power supply from the auxiliary power supply to the DC / DC converter is cut off in synchronization with the turning off of the power switch (main SW) of the image forming apparatus. The device can be completely turned off.
[0033]
Further, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, when the control unit discharges from the auxiliary power supply unit, the control unit shuts off an output from the DC voltage generation unit.
[0034]
According to this invention, when discharging from the auxiliary power supply unit, the output from the DC voltage generation unit is cut off, so that only the auxiliary power supply unit can supply power.
[0035]
In the image forming apparatus according to the eleventh aspect, when the voltage value of the auxiliary power supply unit is lower than a predetermined value, the control unit switches to an output from the DC voltage generation unit. Things.
[0036]
According to the present invention, in claim 7, when the voltage of the auxiliary power supply to be supplied to the device is lower than the predetermined value, switching to the power supply from the DC power supply makes it possible to supply a stable control voltage.
[0037]
In the image forming apparatus according to claim 12, when the voltage value of the auxiliary power supply unit is lower than a predetermined value, the control unit switches the DC voltage generation unit to the auxiliary power supply unit. To control charging and discharging.
[0038]
According to the present invention, in claim 11, when the voltage value of the auxiliary power supply unit is lower than a predetermined value, power is supplied from the DC voltage generation unit to the auxiliary power supply unit, and charging and discharging are controlled. The auxiliary power supply can be used effectively.
[0039]
In the image forming apparatus according to a thirteenth aspect, the control unit supplies at least a charged voltage to the auxiliary power supply unit to the fixing heater and the DC / DC converter.
[0040]
According to the present invention, by supplying at least the voltage charged to the auxiliary power supply unit to the fixing heater and the DC / DC converter, it is possible to reduce a decrease in the fixing temperature during the image forming operation. .
[0041]
Further, in the image forming apparatus according to claim 14, the auxiliary power supply unit is an electric double layer capacitor.
[0042]
According to the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, by using the electric double layer capacitor as the auxiliary power supply, charging and discharging can be performed in a short time and a long life can be realized.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
[0044]
(Embodiment 1)
In the first embodiment, the DC voltage output from the DC power supply device and the charging voltage output from the auxiliary power supply unit are switched to be supplied to the control unit via the control voltage conversion unit. And the output of the auxiliary power supply unit are selected and supplied to the control means, the power consumption is averaged to save energy, and the fixing device is started up in a short time. This will be specifically described below.
[0045]
FIG. 1 is an external view of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the image forming apparatus 1 reads an original sent by the automatic original feeder 2, an operation unit 3 for inputting job information such as the number of prints, and converts the original into image information. A reading unit 4, an image forming engine unit 5 for forming an image of a read document and transferring the image to recording paper, a paper feeding unit 6 for storing the recording paper and sending it to the image forming engine unit 5, The image forming apparatus includes a duplex unit 7 used for forming an image and a finisher 8 for stapling recording paper on which an image is formed.
[0046]
As shown in the configuration diagram of FIG. 2, the engine unit 9 of the imaging engine unit 5 includes a photoconductor 10, a charging device 11 provided along the periphery of the photoconductor 10, and a charging device 11 in the rotation direction of the photoconductor 10. A mirror 13 provided downstream of the device 11 for entering the laser beam 12 onto the surface of the photoreceptor 10; a developing device 14 provided downstream of the incident portion of the laser beam 12; The image forming apparatus includes a transfer device 15 provided, a cleaning device 16 provided downstream of the transfer device 15, and a fixing device 17 for fixing a toner image transferred to recording paper.
[0047]
When an image is formed by the image forming apparatus 1, the surface of the rotating photoreceptor 10 is uniformly charged by the charging device 11, and the laser beam 12 emitted according to image information is reflected by the mirror 13 to be charged. Incident on the surface of the photoreceptor 10 to form an electrostatic latent image corresponding to the image to be formed. The electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 10 is developed by the developing device 14 to form a toner image. On the other hand, the recording paper fed from the paper feeding unit 6 is temporarily stopped at the position of the registration roller 18. When the toner image formed on the photoreceptor 10 reaches the transfer device 15, the recording paper is sent out from the registration roller 18 at the timing of the image position, and the toner image formed on the photoreceptor 10 is transferred by the transfer device 15 to the recording paper. Transfer to The recording paper on which the toner image has been transferred by the transfer device 15 is sent to the fixing device 17, where the toner of the toner image transferred onto the recording paper is heated and melted and fixed. Further, the toner remaining on the photoconductor 10 without being transferred to the recording paper is removed by the cleaning device 16.
[0048]
As shown in FIG. 3, a fixing device 17 for fixing the toner image transferred to the recording paper includes a fixing roller 20 having a heating element 19 therein, a pressure roller 21 pressed against the fixing roller 20, and And a temperature sensor 22 made of, for example, a thermistor. The roller bases of the fixing roller 20 and the pressure roller 21 are made of metal such as aluminum or iron to prevent durability and deformation due to pressure. In particular, the fixing roller 20 has a large heat capacity so that when heated, the heating temperature can be stably maintained. The heating element 19 provided in the fixing roller 20 is configured such that, for example, a heating wire in a glass tube emits light by the supply of electric power, and the life is extended by using a halogen heater for heating a surrounding object. . In addition, other resistance heating elements may be used instead of the halogen heater. Further, a release layer is formed on the surface of the roller base of the fixing roller 20 and the pressure roller 21 in order to prevent sticking to toner, and a blackening treatment is performed on the inner surface of the roller base to efficiently absorb the heat of the halogen heater. You are. The toner 24 transferred to the recording paper 23 is heated and pressed at the nip between the heated fixing roller 20 and the pressure roller 21 of the fixing device 17, and is fixed by the action.
[0049]
As shown in the circuit diagram of FIG. 4, a power supply device 25 for supplying power to the image forming apparatus 1 includes a DC power supply 26 for supplying power to each part of the image forming apparatus 1 and a heating element 19 of the fixing roller 20. An inverter 27 that supplies power, an inverter control unit 28 that controls the operation of the inverter 27, a control voltage conversion unit 29, an auxiliary power supply unit 30, and a control voltage switching unit 31 are provided.
[0050]
The power supply 25 is supplied with a power supply voltage from an AC power supply 32 via a circuit breaker CB, an automatic voltage regulator AVR, and a noise filter NF. This power supply voltage is supplied to the DC power supply device 26 via the main power supply switch SW1, and also supplied to the inverter 27 via the contact point RL1 of the power relay which is an opening / closing means.
[0051]
As shown in the circuit diagram of FIG. 5, the DC power supply device 26 includes a load voltage output unit 33 that outputs a load voltage Vp of, for example, 24 V DC, and a control voltage output unit 34 that outputs a control voltage Vc of, for example, 5 V DC. The load voltage Vp output from the load voltage output unit 33 of the DC power supply 26 is supplied to the power load 35a of the imaging engine unit 5. The control voltage Vc output from the control voltage output unit 34 of the DC power supply 26 is supplied to the control voltage conversion unit 29 via the control voltage switching unit 31.
[0052]
As shown in FIG. 5, the control voltage conversion unit 29 has a plurality of DC / DC converters 29a, 29b, and 29c, and converts a control voltage Vc of, for example, DC5V applied by each of the DC / DC converters 29a to 29c to, for example, DC3. .. And 2.5 V and 1.6 V DC and output to the engine control unit 36. As shown in the block diagram of FIG. 6, the engine control unit 36 supplies power to the operation control unit 37 that processes job information such as the number of prints designated by the operation unit 3 and the energy saving load 35b of the imaging engine unit 5. An I / O control unit 38 for supplying and controlling mainly, a read / write control unit 39 for reading a document, processing image information, and writing to the image forming engine unit 5, and a power-off state However, it has a non-volatile memory 40 that retains data, and a main control unit 41 that systematically controls these.
[0053]
As shown in FIG. 4, the inverter 27 includes a diode bridge DB as a rectifier from a power relay RL1, a filter including a capacitor C and a coil L1, and a switching element Q1 operated by a driver DR1 controlled by an inverter control unit 28. And supplies a heating current to the heating element 19 of the fixing roller 20, and supplies power to an auxiliary power supply unit 30 connected in parallel to a series circuit of the heating element 19 and the switching element Q1.
[0054]
The auxiliary power supply unit 30 uses, for example, a capacitor composed of an electric double layer capacitor. For this capacitor, for example, one cell having a capacity of about 2.5 V is connected in series. The output voltage of the auxiliary power supply unit 30 is applied to the control voltage conversion unit 29 via the control voltage switching unit 31.
[0055]
When the main power switch SW1 is turned on in the image forming apparatus 1, the load voltage Vp output from the DC power supply 26 is supplied to the power load 35a such as the motor of the imaging engine unit 5, and the control voltage Vc is switched to the control voltage. The power is supplied to the engine control unit 36 via the means 31 and the control voltage conversion unit 29 to drive the engine control unit 36, the power relay RL1 is turned on, and the inverter 27 is driven to supply a current to the heating element 19 of the fixing roller 20. Then, the fixing roller 20 is started up, the power is supplied from the engine control unit 36 to the energy saving load 35b of the image forming engine unit 5, and the initial setting of each unit is performed to perform the image forming operation.
[0056]
When the image forming operation is completed and the standby energy saving mode is entered, the engine control unit 26 controls the operation of the inverter control unit 28 and supplies the heat to the heating element 19 of the fixing roller 20 as shown in the flowchart of FIG. The power supply 35 is turned off (steps S1 and S2), the connection of the control voltage switching means 31 is switched from the DC power supply 26 to the auxiliary power supply 30 side, and the control voltage switching is performed from the auxiliary power supply 30. Electric power is supplied to the engine control unit 36 via the means 31, and electric power is supplied from the engine control unit 36 to the energy saving load 35b of the imaging engine unit 5 (step S3). As described above, in the energy saving mode, the power supplied from the AC power supply 32 can be reduced to 0 W by supplying power only from the auxiliary power supply unit 30 including a capacitor to the engine control unit 26, thereby saving energy. Can be planned.
[0057]
In the energy saving mode, the power is supplied from the auxiliary power supply unit 30 to the engine control unit 36. Therefore, even when the main power switch SW1 is turned off, the engine control unit 36 operates. Therefore, in order to avoid this, as shown in FIG. 5, a main switch detection unit 42 for detecting the ON / OFF of the main power switch SW1 is provided, and the main power switch SW1 is turned off by the main switch detection unit 42. Is detected, the engine control unit 36 switches the control voltage switching means 31 from the auxiliary power supply unit 30 to the DC power supply device 26. Thus, when the main power switch SW1 is turned off, the image forming apparatus 1 itself can be stopped.
[0058]
In the above description, a case has been described in which power is supplied only from the auxiliary power supply unit 30 to the engine control unit 36 in the energy saving mode. Power may be supplied to the heating element 19 of the fixing roller 20. For example, as shown in the circuit diagram of FIG. 8, a heating element 19 of the fixing roller 20 and a switching element Q1 for controlling lighting are connected to an output terminal of a filter including a capacitor C and a coil L1 of an inverter 27a, and a relay RL2 and a diode are connected. A voltage detection unit for detecting the output voltage of the auxiliary power supply unit 30 by connecting the parallel circuit of D5, the auxiliary power supply unit 30, and the switching element Q2 for controlling the charging of the auxiliary power supply unit 30 in parallel with the heating element 19 and the switching element Q1. 43 are provided.
[0059]
Further, the inverter control unit 28 controls lighting of the heating element 19 of the fixing roller 20, temperature control of the fixing roller 20, and charging control of the auxiliary power supply unit 30 according to a control signal from the engine control unit 36. The inverter control unit 28 energizes the heating element 19 with the power transmitted from the AC power supply 32 or controls the output voltage of the auxiliary power supply unit 30 according to a control signal transmitted from the engine control unit 36 according to the operation state of the image forming apparatus 1. Switch whether to energize. The heating elements 19 and the auxiliary power supply 30 are energized by controlling the operation of the switching elements Q1 and Q2 by the respective driving drivers DRI and DR2. The control is performed according to the value of the current supplied to the power supply unit 30.
[0060]
When the inverter 27a charges the auxiliary power supply unit 30, the relay RL2 is opened and the charging is performed via the diode D5. When power is supplied to the heating element 19 from the auxiliary power supply unit 30, the relay RL2 is closed and power is supplied to bypass the diode D1.
[0061]
In the lighting control of the heating element 19, when the image forming apparatus 1 is started, that is, when the power is turned on, or when returning from the energy saving mode in which the temperature of the fixing roller 20 is set to a lower temperature, the temperature of the fixing roller 20 becomes the target temperature, for example. If the temperature is 180 ° C. or less and the voltage of the auxiliary power supply unit 30 is equal to or higher than the reference voltage close to the peak voltage of the AC power supply 32, for example, 110 V or more, the power relay RL1 of the AC power supply system is turned off, and the power relay RL2 of the auxiliary power supply system is turned off. When turned on, power is supplied to the heating element 19 from the auxiliary power supply unit 30. Since the auxiliary power supply unit 30 uses a capacitor, when the heating element 19 is energized, the charging voltage is reduced by discharging. Therefore, the voltage of the auxiliary power supply unit 30 is detected by the voltage detection unit 43, and when the voltage of the auxiliary power supply unit 30 drops to, for example, 100 V or less, which is the voltage of the AC power supply 32, the power relay RL2 is turned off and the power relay RL1 is turned off. When turned on, the heating element 19 is energized from the AC power supply system and the auxiliary power supply unit 30 is charged. Selection of a power supply for supplying power to the heating element, that is, the AC power supply system and the auxiliary power supply unit 30 can be performed at an arbitrary timing according to the charging voltage of the auxiliary power supply unit 30.
[0062]
Next, an operation example during standby will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the image forming operation of the image forming apparatus 1 is completed and the mode is set to the energy saving mode while the heating element 19 is energized at a predetermined timing by the auxiliary power supply unit 30 (step S11), the engine control unit 26 controls the inverter control. The operation of the section 28 is controlled to cut off the current supplied to the heating element 19 of the fixing roller 20, and the power load 35 is turned off (step S12). Further, the connection of the control voltage switching unit 31 is switched from the DC power supply device 26 to the auxiliary power supply unit 30 side, and power is supplied from the auxiliary power supply unit 30 to the engine control unit 36 via the control voltage switching unit 31 (step S13). When power is supplied from the auxiliary power supply unit 30 to the engine control unit 36, the voltage detected by the voltage detection unit 43 is monitored by the main control unit 41 of the engine control unit 36 (step S14). When the charging voltage of the power supply 30 is equal to or higher than the specified voltage, power is supplied from the auxiliary power supply unit 30 to the engine control unit 36 (steps S15 and S13).
[0063]
Then, when the charging voltage of the auxiliary power supply unit 30 becomes equal to or lower than the specified voltage (step S14), the connection of the control voltage switching unit 31 is switched to the DC power supply device 26 side, and power is supplied from the DC power supply device 26 to the engine control unit 36. (Step S16). In this state, when the charging voltage of the auxiliary power supply unit 30 becomes equal to or higher than the specified voltage, the connection of the control voltage switching unit 31 is switched to the auxiliary power supply unit 30 side, and power is supplied from the auxiliary power supply unit 30 to the engine control unit 36 (step S14). , S15, S13). Then, when the image forming apparatus 1 is activated, the energy saving mode is released (step S14).
[0064]
As described above, the power supply system that supplies power to the engine control unit 36 is switched according to the charging voltage of the auxiliary power supply unit 30, the power consumption is averaged, and energy saving can be achieved.
[0065]
Further, as the capacitor of the auxiliary power supply unit 30, for example, one having a capacity of one cell of about 2.5 VV is connected in series. On the other hand, the DC / DC converter 29a of the control voltage converter 29 converts 5V to 3.3V, for example. Therefore, as shown in the configuration diagram of FIG. 10, the auxiliary power supply unit 30 is connected in series with the plurality of capacitor groups 30a to 30d and the switches 44a to 44d, and the switching unit 45 is connected to the capacitor group 30a. When power is supplied to the control voltage conversion unit 29 and the charging voltage of the capacitor group 30a reaches a specified voltage, the switching unit 45 is switched to the capacitor group 30b to supply power from the capacitor group 30b to the control voltage conversion unit 29. You may make it supply. By switching the plurality of capacitor groups 30a to 30d and supplying power to the control voltage conversion unit in this manner, the charging voltage of the auxiliary power supply unit 30 can be used more effectively.
[0066]
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a fixing device capable of supplying a current larger than a current that can be supplied from an AC power supply to a fixing heater, a fixing device capable of charging a power storage unit while energizing a fixing heater from an AC power supply, The present invention realizes a fixing device in which energization from a power supply and energization from an auxiliary power supply are performed by one fixing heater, and energy storage of a storage element can be performed even when an AC power supply is off. That is, in the second embodiment, the following three items are realized.
[0067]
(1) Reduction of fixing temperature drop during printing operation (reduction of rest time)
(1-1) Compensation for power during print / copy operation
During the printing / copying operation, the power consumption is maximized in each part of the image forming apparatus, so that the ratio of the current that can be supplied to the fixing heater is reduced. Therefore, when the current that can be supplied from the auxiliary power supply circuit is larger than the current that can be supplied from the AC power supply, the current is supplied from the storage element of the auxiliary power supply circuit to avoid a decrease in the fixing temperature.
[0068]
(1-2) Charging the auxiliary power supply circuit
When the input current from the AC power supply to the image forming apparatus is equal to or less than the rated current, the storage element of the auxiliary power supply circuit is charged according to the difference between the input current and the rated current. Specifically, the image forming apparatus is charged mainly in a standby state waiting for the start of a print or copy operation. If there is a margin for the input current even during operation (for example, when the temperature of the fixing roller has reached the target temperature and it is not necessary to energize the fixing heater), charging is performed according to the margin. When the charging voltage is equal to or higher than a predetermined value, charging is not performed. In addition, even when the power of the device is not turned on, when the voltage is charged in the power storage element, this is displayed.
[0069]
(1-3) Input from AC power supply at standby is set to 0W
In the image forming apparatus, an auxiliary power supply (capacitor) used to supply power to the fixing heater is used as a power supply during standby, so that the input from the AC power supply during standby is set to 0 W. Hereinafter, these specific examples will be described.
[0070]
FIG. 10 is an external view of a multifunction full-color digital copying machine according to a second embodiment of the present invention. This full-color digital copying machine (hereinafter, referred to as a copying machine) is roughly composed of units of an automatic document feeder (ADF) 400, an operation board 610, a color document scanner 300, a color printer 100, and a paper feed table 200. It is configured. A LAN (Local Area Network) to which a personal computer PC is connected is connected to the in-machine system controller 630 (see FIG. 13). The system controller 630 (see FIG. 13) of the copying machine can be connected to a communication network (Internet), and can exchange data by communicating with the management server 500 of the management center via the communication network.
[0071]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the copying machine of FIG. In the color printer 100, an endless belt-shaped intermediate transfer belt 110 is disposed at the center. The intermediate transfer belt 110 is a multi-layer belt in which an elastic layer is provided on a base layer made of, for example, a fluororesin with low elongation or a rubber material with high elongation and a non-stretchable material such as canvas. The elastic layer is formed by coating a surface of, for example, a fluorine-based rubber or acrylonitrile-butadiene copolymer rubber with, for example, a fluorine-based resin to form a coat layer having good smoothness.
[0072]
The intermediate transfer belt 110 is wound around three support rollers 114 to 116 and is driven to rotate clockwise. Further, to the left of the second support roller 115, there is an intermediate transfer member cleaning device 117 that removes residual toner remaining on the intermediate transfer belt 110 after image transfer.
[0073]
On the intermediate transfer belt 110 stretched between the first support roller 114 and the second support roller 115, black (K), yellow (Y), magenta (M), There is an image forming apparatus 120 which is an image forming unit (image forming process device) for each color of cyan (C), and each color image forming unit is individually detachably attached to the printer main body. Each color image forming unit includes a charging device for charging the photosensitive drum, a developing device for developing the latent image, a cleaning device, and other image forming related devices 118 including peripheral devices. Above the image forming device 120, there is a laser exposure device 121 that irradiates each photosensitive drum of each color image forming unit with laser light for image formation.
[0074]
A secondary transfer device 122 is provided below the intermediate transfer belt 110. The secondary transfer device 122 is configured by extending a secondary transfer belt 124, which is an endless belt, between two rollers 123, and is arranged so as to push up the intermediate transfer belt 110 and press it against the third support roller 116. Things. The secondary transfer belt 124 transfers the image on the intermediate transfer belt 110 onto recording paper. A fixing device 125 for fixing a transferred image on a recording paper is provided beside the secondary transfer device 122, and the recording paper on which the toner image has been transferred is sent to a nip portion between the fixing belt 126 and the pressure roller 127. The fixing device 125 has a pressure roller 127 pressed against a fixing belt 126 which is an endless belt. Below the secondary transfer device 122 and the fixing device 125, there is a sheet reversing device 128 that reverses and feeds the recording paper immediately after forming the image on the front surface so as to record the image on the rear surface.
[0075]
Next, the operation of the copying machine configured as described above will be described. When the start switch is pressed, if an original is set on the ADF 400, the original is conveyed onto the contact glass 432 or, if there is no original on the ADF 400, the original placed on the contact glass 432 is immediately read in order to read the original. The scanner 300 is driven to scan and drive the first carriage 333 and the second carriage 334. Then, light is emitted from the light source on the first carriage 333, and the reflected light from the document surface is reflected by the mirror on the first carriage 333, reflected by the mirror on the second carriage 334, and read through the imaging lens 335. An image is formed on a CCD 336 serving as a sensor. Print data of each color of K, Y, M, and C is generated based on the image signal obtained by the CCD 336.
[0076]
When the start switch is depressed, the rotation drive of the intermediate transfer belt 110 is started, the preparation of image formation of each image forming unit of the image forming apparatus 20 is started, and the image forming sequence of each color image forming unit is started. Is started, each color image forming unit is irradiated with an exposure laser modulated based on each color recording data, and each color image forming process transfers each color toner image onto the intermediate transfer belt 110 as one image. . The recording paper is fed into the secondary transfer device 122 at a timing such that the leading edge of the toner image enters the secondary transfer device 122 at the same time as the leading edge of the toner image enters the secondary transfer device 122. Thereby, the toner image on the intermediate transfer belt 110 is transferred to the recording paper. One recording sheet on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 25, and the toner image is fixed on the recording sheet.
[0077]
The above-described recording paper is selectively rotated by one of the paper feed rollers 242 of the paper feed table 200, fed out from one of the paper feed cassettes 244 provided in the paper bank 243 in a multi-stage manner, and separated by a separation roller 245. After being separated into sheet feed paths 246, the sheet is conveyed by conveying rollers 247, guided to the sheet feeding path 148 in the color printer 100, abuts against the registration rollers 149, and temporarily stopped. It is sent to. In addition, the recording paper can be inserted into the manual feed tray 151 and fed. When the user inserts the recording paper into the manual feed tray 151, the color printer 100 rotates the paper feed roller 150 to separate one of the recording paper on the manual feed tray 151 and draws it into the manual paper feed path 153. Similarly, the sheet is made to stand by in contact with the registration roller 149, and is conveyed again at a predetermined timing.
[0078]
The recording paper discharged after receiving the fixing process in the fixing device 125 is guided to the discharge roller 156 by the switching claw 155 and stacked on the discharge tray 157. Alternatively, the sheet is switched by the switching claw 155 and guided to the sheet reversing device 128 where it is reversed and guided again to the transfer position, the image is also recorded on the back surface, and then discharged onto the discharge tray 157 by the discharge roller 156.
[0079]
FIG. 13 is a block diagram showing a system configuration of image reading, image processing, image storage, and image formation in the copying machine of FIG. A reading unit 301 for optically reading an original of the color original scanner 300 scans the original with an illumination light source and forms an original image on a CCD 336 of an SBU (sensor board unit), that is, reflection of light irradiation on the original. The light is photoelectrically converted by the CCD 336 to generate R, G, and B image signals, converted to RGB image data on the SBU, and subjected to shading correction, and output to an output I / F (interface) 302 via an image data bus. It is sent to an image data processor IPP (Image Processing Processor; hereinafter, referred to as IPP).
[0080]
The IPP performs separation generation (determination of whether an image is a character area or a photograph area: image area separation), background removal, scanner gamma conversion, filter, color correction, scaling, image processing, printer gamma conversion, and gradation processing. IPP is a programmable arithmetic processing means for performing image processing. The image data transferred from the scanner 300 to the IPP is corrected by the IPP for signal deterioration (deterioration of the scanner system signal) due to quantization into an optical system and a digital signal, and is written to the frame memory 601.
[0081]
The system controller 630 has functions of a plurality of applications such as a scanner application, a facsimile application, a printer application, and a copy application, and controls the entire system. The operation panel control device 631 is a device that decodes an input from the operation board 610 and displays the settings of the present system and the state contents thereof. The image data bus / control command bus is a bus through which image data and control commands are transferred in a time-division manner.
[0082]
The CPU 605 of the system controller 630 controls the system controller 630. The control program of the system controller 630 is stored in the ROM 604. The RAM 603 is a working memory used by the CPU 605. The NVRAM 602 is a non-volatile memory and stores information of the entire system.
[0083]
The external device communication control 606 controls communication with an external device (for example, a similar copying machine, image scanner, personal computer, printer, facsimile) that requests image reading, image storage, or image printing, and the management server 500 of the management center. And controls a physical I / F for connecting to a network. When the external communication device control 606 connected to the network receives the data from the network, it sends only the contents of the communication data to the system I / F 607 from an electrical signal. In the system I / F 607, the received data is logically converted according to a specified protocol and sent to the CPU 605. When the CPU 605 transmits data to the network, the data is transmitted to the system I / F 607 and the external communication device control 606 in a procedure reverse to the receiving operation, and transmitted as an electric signal on the network.
[0084]
The system I / F 607 controls transfer of image reading data, facsimile reception data, and document data (printing command) of a personal computer, which are processed in the system by a command of the CPU 605, and also prints document data of the personal computer with image data for printing (image data). ) And transfer. The work memory 600 is a work memory for image development (conversion from document data to image data) used in the printer. The frame memory 601 is a work memory for temporarily storing image data of a read image or a write image that is immediately printed while power is being supplied.
[0085]
The HDC 650 is used as an application database that stores the application program of the system and the device energizing information of the image forming process device of the printer 100, and an image database that stores the image data of the read image and the written image, that is, the image data and the document data. A hard disk HDD and a controller. The image data and the document data may be encoded dot images.
[0086]
The FIFO buffer memory 609 performs data transfer rate conversion when writing an input image to the frame memory 601. That is, the data is temporarily stored to absorb the difference between the data transmission / reception timing of the transfer source and the transfer destination, the difference in the amount of data in the transfer unit, and the transfer speed difference, and the data is received and transferred at the transfer timing and speed of the transfer source. Data is sent out at the previous transfer timing and speed. Similarly, the FIFO buffer memory 608 performs speed conversion when transferring the image data of the frame memory 601 as an output image.
[0087]
The memory controller 610 controls image input / output between the frame memory 601 and the HDDC 650 and the bus without the control of the CPU 605. Further, in accordance with the command received by the input device 614 of the operation board 610, the image stored in the HDDC 650 is edited, processed, or synthesized using the frame memory 601.
[0088]
The memory controller 610 reads an image from the HDD of the HDDC 650 to the work memory 601, changes the printing direction of the image on the recording paper mainly by operating the image data address, rotates the image, edits the combination of the image, Various types of image processing and editing are performed by density conversion by addition, subtraction, multiplication, and division of set values to image data, image trimming and synthesis by AND operation and OR operation of image data, and writing of image information thus processed to the HDD. Can be performed. The reading unit 624 reads an image, and the image writing unit 623 performs printing magnification.
[0089]
The CPU 617 controls input / output of the operation board 610. That is, it controls input reading and display output of the operation board 610. The ROM 616 stores a control program for the operation board 610. The RAM 618 is a work memory used by the CPU 617 during control. The input device 614 is a device in which a user operates input keys and an input panel of the operation board 610 to input system settings. The display device 615 is provided on the operation board 610 and displays the setting contents and status of the system to the user, and includes a display lamp and a display panel. The basic magnification adjustment values of the main scanning and the sub-scanning are measured by a sample image in the system adjustment process, and set by the operation panel controller 611. Further, the magnification adjustment value without the four sides of the main scanning and the sub-scanning is checked by a user or a maintenance person (serviceman) from a printed image for occurrence of image chipping and blank space, and a magnification adjustment for suppressing them. The value is set by the operation board 610.
[0090]
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a power supply system in copying machine 1 of FIG. FIG. 15 is a circuit diagram showing a specific configuration example of FIG. The AC power supplied from the AC line 50 is converted into a DC power by an AC / DC converter 53 in a DC power supply 52, and a part of the power is directly supplied as power to each of the + 38V, + 24V, and + 5V system loads 58a, 58b, 58c. . Further, the + 5V load 58d and the + 24V system load 58c can be used for charging the electric double layer capacitor 55 as an auxiliary power supply via the charging circuit 54.
[0091]
The auxiliary power source can be selected from various types other than the electric double layer capacitor. In this embodiment, an electric double layer capacitor which can be charged and discharged in a short time and has a long life is used. Since the terminal voltage becomes lower as the electric double layer capacitor discharges, the step-up / step-down converter 56 is arranged after the electric double layer capacitor 55 so that the output voltage becomes constant.
[0092]
In the second embodiment, since the power is supplied to the energy-saving load (DC / DC converter), the + 5V system load 58d, and the + 24V system load 58c, the step-up / step-down converter 56 can output + 5V and + 24V when the input voltage is in the range of + 24V to + 5V. It has a configuration. The switching circuit 57 is formed through a step-up / step-down converter 56 from the +5 V and +24 V power sources generated by the AC / DC converter 53 based on the AC power supplied from the AC line 50 and the energy stored in the electric double layer capacitor 55. The + 5V and + 24V power supplies are switched under the control of the engine control unit 60 to supply the energy-saving load (DC / DC converter), the + 5V load 58d, and the + 24V load 58c.
[0093]
The engine control unit 60 also controls the entire copying machine 1, and operates the loads 58a to 58d sequentially according to each operation mode. The engine control unit 60 also controls charging and discharging of the electric double layer capacitor 55. When it is determined that power can be supplied to all loads with the power supplied from the AC line 50, the switching circuit is configured to supply the + 24V power generated by the AC / DC converter 53 to the + 24V load 58c. By switching 57, the electric double-layer capacitor 55 is charged by controlling the charging circuit 54 for the margin. On the other hand, when it is determined that the power supplied from the AC line 50 is not enough to supply power to all loads, the power generated from the energy stored in the electric double layer capacitor 55 through the buck-boost converter 56 is generated. The switching circuit 57 is switched so as to supply + 5V and + 24V power to the + 5V and + 24V system load 58c.
[0094]
In FIG. 15, reference numeral 61a denotes a VDC / DC converter for 3.3, reference numeral 61b denotes a VDC / DC converter for 2.5, reference numeral 61c denotes a VDC / DC converter for 1.6, and reference numeral 64 denotes a DC power supply 52. Reference numeral 65 denotes a main SW detection circuit for detecting on / off of the main power supply SW 51, reference numeral 66 denotes a CPU provided in the engine control unit 60, and reference numeral 69 denotes a power load such as a main motor.
[0095]
FIG. 16 is a flowchart showing the control operation (1) in the energy saving mode, which is executed by the engine control unit 60. In FIG. 16, first, it is determined whether the mode is the energy saving mode (step S21). Here, if it is determined that the operation mode is the energy saving mode, the engine control unit 60 supplies power to the energy saving load 63 via the energy saving load switching circuit 62 from the DC power supply 52 to the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55). Switch to power supply (step S22), monitor the voltage of the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) (step S23), and select a capacitor (step S24). Subsequently, it is determined whether or not the voltage of the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) is equal to or higher than a specified value (step S25). If the voltage is equal to or higher than the specified value, power is supplied to the DC / DC converter 61 (step S25). Step S26).
[0096]
Further, it is also possible to supply DC power to the electric double layer capacitor 55 and discharge it to each load while charging to supply power.
[0097]
The energy saving load 63 operates by receiving power supply from the DC / DC converter 61. FIG. 17 is a flowchart showing the control operation (2) in the energy saving mode. First, it is determined whether or not the mode is the energy saving mode (step S31). If the mode is the energy saving mode, the fixing heater 72 is turned off, the power load 69 is turned off (step S32), the mode is switched to the auxiliary power source, and Power supply is started (step 33). In the energy saving mode, no power is supplied to the other devices.
[0098]
By performing such control, the input from the AC power supply 50 can be reduced to 0 W. At this time, since the power is supplied from the auxiliary power supply, the engine control unit 60 operates even when the main power supply SW 51 of the apparatus is turned off. Therefore, in order to avoid this, the engine control 60 can stop the energy saving load switching circuit 62 by detecting a power ON / OFF signal from the main power SW 51 of the equipment, thereby stopping the equipment itself. It is. In addition, when only power is supplied from the auxiliary power supply, the DC power supply 52 can be turned off.
[0099]
The auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) can supply power to the fixing roller by using a circuit as shown in FIG. 18 as well as supplying power to the energy saving load during standby. As shown in the flowchart of FIG. 19, in the inverter control circuit 71 for controlling the fixing device, the temperature control of the fixing heater 72 (step S41), the lighting control of the fixing heater 72 (step S42), and the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) ) (Step S43), and communication with the engine control unit 60 of the image forming apparatus main body (step S44). When an ON signal of the fixing heater 72 is output from the engine control unit 72, the inverter control circuit 71 determines whether the fixing heater 72 is energized by the AC power supply 50 or the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55), and 72 is energized.
[0100]
The energization of the heater circuit and the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) is performed by each of the drive circuits DRIV (1) 74 and DRIV (2) 75, and is fixed by turning on (conducting) the switching elements Q1 and Q2. Electric power is supplied to the heater 72 or the electric double layer capacitor 55. The conduction ratio of the switching elements Q1 and Q2 is controlled according to the value of the current supplied to each load (heater and capacitor).
[0101]
The auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) is charged via the diode D1. Power is supplied from the auxiliary power supply (electric double layer capacitor 55) to the fixing heater 72 by closing the relay RL2, which is an opening / closing element, and bypassing the diode D1.
[0102]
FIG. 20 is a flowchart illustrating the operation of the duty lighting control of the fixing heater. First, it is determined whether the fixing temperature is equal to or lower than the target temperature (step S51). Here, if it is determined that the fixing temperature is equal to or lower than the target temperature, and if it is further determined that the fixing input current is equal to or lower than the fixing temperature, the fixing heater 72 is turned on to increase the duty ratio (step S53). On the other hand, when the fixing temperature is higher than the target temperature, the fixing heater 72 is turned off to lower the duty ratio (step S53). If the fixing temperature exceeds the target value in step S51, the fixing heater 72 is turned off to set the duty ratio to 0 (step S54).
[0103]
As described above, in the lighting control of the fixing heater 72, it is determined whether the apparatus is activated (when the power is turned on or when the apparatus returns from the energy saving mode in which the temperature of the fixing roller is set to a low level), and the fixing roller is activated at the time of activation. When the temperature is equal to or lower than the target temperature (eg, 180 ° C.) and the voltage of electric double layer capacitor 55 is equal to or higher than reference voltage 1 (eg, 110 V) close to the peak voltage of AC power supply 50, power relay RL1 of the AC power supply system is used. Is opened, the power relay RL2 of the auxiliary power supply system is closed, and power is supplied from the auxiliary power supply to the fixing heater 72 (Duty lighting).
[0104]
In addition, since a capacitor is used for the storage element, when the fixing heater is energized from the auxiliary power supply, the charging voltage is reduced by discharging. For this reason, the charging voltage is monitored by the output voltage detecting circuit (VSEN) 76, and when the discharging proceeds and the voltage drops below the voltage of the AC power supply (specifically, the DC charging voltage of the power storage element becomes the rated voltage of the AC power supply). When the voltage drops to 100 V or lower), the power relay RL2 of the auxiliary power supply system is opened, and the power supply is switched to the AC power supply system. Selection of a power supply (AC power supply or auxiliary power supply) for supplying power to the fixing heater 72 can be made at an arbitrary timing.
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the DC voltage output from the DC power supply and the charging voltage output from the auxiliary power supply unit are switched and controlled via the control voltage conversion unit. Since the power is supplied to the control means, either the output of the DC power supply or the output of the auxiliary power supply is selected and supplied to the control means, and the power consumption can be averaged.
[0106]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the control voltage switching means is switched to the DC power supply side at the time of image formation, and the DC voltage output from the DC power supply is supplied to the control voltage conversion means. Since the control voltage switching means is switched to the auxiliary power supply unit side during standby and the charging voltage output from the auxiliary power supply unit is supplied to the control voltage conversion means, energy can be saved during standby.
[0107]
According to the image forming apparatus of the present invention, the control voltage switching means is switched to the DC power supply side in synchronization with the OFF operation of the power switch of the image forming apparatus, and the control voltage conversion is performed from the auxiliary power supply unit. Since the voltage supplied to the means is cut off, it is possible to avoid a situation in which the control voltage is supplied from the auxiliary power supply unit to the control means after the power switch is turned off.
[0108]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the auxiliary power supply supplies power to the heating element of the fixing device at the time of startup, so that the fixing device can be started up in a short time.
[0109]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, when the charging voltage of the auxiliary power supply unit becomes equal to or lower than the specified voltage during standby, the control voltage switching unit is switched to the DC power supply device side, Is supplied to the control voltage conversion means, a stable control voltage can be supplied to the control means.
[0110]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the auxiliary power supply unit is provided with a plurality of power storage elements and an opening / closing means connected in series with each of the power storage elements to interrupt connection of each power storage element. The means selects and switches the storage element that supplies the voltage to the control voltage switching means according to the charging voltage of each storage element, so that the charging voltage of the auxiliary power supply unit can be used more effectively.
[0111]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the output from the DC voltage generation unit and the output from the auxiliary power supply unit are switched as the power source of the DC / DC converter according to the control signal of the control unit. Thus, for example, during standby (in the energy saving mode), the power supply to the fixing heater is switched to the auxiliary power so that the input from the AC power can be cut off, so that the input from the AC power during standby can be reduced to 0 W. At the same time, the power supply from the auxiliary power supply and the DC power supply is accurately controlled, so that the waiting time until the start of image formation can be reduced.
[0112]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the voltage charged in the auxiliary power supply unit as the power supply (control power supply) of the DC / DC converter at the time of image formation standby is provided. Since the power is supplied, the input of the standby AC power supply can be set to 0 W.
[0113]
According to the image forming apparatus of the present invention, the auxiliary power supply supplies the DC / DC converter in synchronization with the turning off of the power switch (main SW) of the image forming apparatus. In this case, the power of the apparatus can be completely turned off when the power is cut off.
[0114]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, when discharging from the auxiliary power supply unit, the output from the DC voltage generation unit is cut off, so that power is supplied only to the auxiliary power supply unit. Is realized.
[0115]
According to the image forming apparatus of the present invention (claim 11), when the voltage of the auxiliary power supply supplied to the image forming apparatus is lower than a predetermined value, the power supply is switched to the DC power supply. A control voltage can be supplied.
[0116]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, when the voltage value of the auxiliary power supply unit is lower than a predetermined value, the DC voltage generation unit switches the auxiliary power supply unit. To control charging and discharging, the auxiliary power supply can be used effectively.
[0117]
According to the image forming apparatus of the present invention, since at least the charged voltage is supplied to the fixing heater and the DC / DC converter at least to the auxiliary power supply unit, the image forming operation is performed. It is possible to reduce a decrease in the fixing temperature in the inside.
[0118]
According to the image forming apparatus of the present invention, the electric double layer capacitor is used as the auxiliary power supply in any one of the first to thirteenth aspects, so that charging and discharging in a short time can be performed. Life extension is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device in FIG. 2;
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the DC power supply device in FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an engine control unit in FIG.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation example (1) during standby according to the first exemplary embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a circuit diagram showing another configuration of the inverter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example (2) during standby according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of an auxiliary power supply unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an image forming apparatus and a system configuration thereof according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional configuration of the image forming apparatus in FIG. 11;
FIG. 13 is a block diagram illustrating a system configuration of the image forming apparatus in FIG. 11;
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply system of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention;
15 is a circuit diagram showing a configuration example (1) of a power supply system in FIG.
FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation example (1) in an energy saving mode according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a flowchart illustrating an operation example (2) in the energy saving mode according to the second embodiment of the present invention;
18 is a circuit diagram showing a configuration example (2) of a power supply system in FIG.
FIG. 19 is a flowchart showing overall fixing control according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a flowchart illustrating lighting control of a fixing heater according to the second embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Image forming apparatus
17 Fixing device
19 Heating element
20 Fixing roller
21 Pressure roller
22,73 Temperature sensor
25 Power supply
26 DC power supply
27,70 Inverter
28,71 Inverter control circuit
29 Control voltage converter
30 Auxiliary power supply
31 Control voltage switching means
35a, 69 Power load
36,60 engine control unit
50 AC line
52 DC power supply
53 AC / DC Converter
54 charging circuit
55 Electric Double Layer Capacitor
56 Buck-Boost Converter
57 Switching circuit
61 DC / DC Converter
72 Fixing heater
76 Output voltage detection circuit

Claims

Having a DC power supply, a charging unit, an auxiliary power supply, a control voltage switching unit, and a control voltage conversion unit,
The DC power supply device converts an AC voltage supplied from an AC power supply into a DC voltage and outputs the DC voltage, and the charging unit converts an AC voltage supplied from the AC power supply into a DC voltage and stores the DC voltage in the auxiliary power supply unit, The auxiliary power supply unit outputs the stored charging voltage, and the control voltage switching unit switches between a DC voltage output from the DC power supply device and a charging voltage output from the auxiliary power supply unit and supplies the switching voltage to the control voltage conversion unit. An image forming apparatus, wherein the control voltage converting means converts a DC voltage supplied by switching of the control voltage switching means into a low voltage and supplies the low voltage to the control means.

The control unit switches the control voltage switching unit to the DC power supply unit side during image formation, supplies a DC voltage output from the DC power supply unit to the control voltage conversion unit, and sets the control voltage switching unit during standby to the control voltage switching unit. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus switches to an auxiliary power supply unit and supplies a charging voltage output from the auxiliary power supply unit to the control voltage conversion unit.

The control means switches the control voltage switching means to the DC power supply side in synchronization with an OFF operation of a power switch of the image forming apparatus, and cuts off a voltage supplied from the auxiliary power supply unit to the control voltage conversion means. The image forming apparatus according to claim 2, wherein:

4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary power supply supplies power to a heating element of the fixing device at the time of startup. 5.

The control means switches the control voltage switching means to the DC power supply side when the charging voltage of the auxiliary power supply falls below a specified voltage during standby, and converts the DC voltage output from the DC power supply to the control voltage conversion. The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the image forming apparatus is supplied to a unit.

The auxiliary power supply unit includes a plurality of power storage elements, and switching means connected in series with each of the power storage elements to open and close the connection of each of the power storage elements. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a switching unit that selects and switches a storage element that supplies a voltage to the image forming apparatus.

DC voltage generation means for generating a DC voltage from a DC power supply, a chargeable auxiliary power supply unit, charging means for charging the auxiliary power supply unit with a voltage supplied from the DC voltage generation means, An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the power supply; and a DC / DC converter that supplies power to the control unit.
An image forming apparatus comprising, as a power supply of the DC / DC converter, a power supply switching unit that switches an output from the DC voltage generation unit and an output from the auxiliary power supply unit according to a control signal of the control unit. .

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit supplies a charged voltage to the auxiliary power supply unit as a power supply of the DC / DC converter during standby for image formation.

9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit cuts off power supply from the auxiliary power supply unit to the DC / DC converter when power is turned off by a power switch of the apparatus main body. 10.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit cuts off an output from the DC voltage generation unit when discharging from the auxiliary power supply unit.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit switches to an output from the DC voltage generation unit when a voltage value of the auxiliary power supply unit is lower than a predetermined value.

When the voltage value of the auxiliary power supply unit is lower than a predetermined value, the control unit supplies power to the auxiliary power supply unit from the DC voltage generation unit and controls charging and discharging. Item 12. The image forming apparatus according to Item 11.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the control unit supplies a charged voltage to at least the auxiliary power supply unit to the fixing heater and the DC / DC converter.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary power supply unit is an electric double layer capacitor.