JP2006209142A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力の消費量を平均化して省エネルギを図る。
【解決手段】画像形成時に制御電圧切換手段３１を直流電源装置２６側に切り換え、直流電源装置２６から出力する直流電圧を制御電圧変換部２９に供給する。制御電圧変換部２９は供給された直流電圧を低電圧に変換してエンジン制御部３６側に切り換え、補助電源部３０から出力する充電電圧を制御電圧制御部２９に供給し、制御電圧変換部２９で供給された直流電圧を低電圧に変換してエンジン制御部３６に供給する。
【選択図】 図４

Description

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および画像形成制御方法に関し、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および画像形成装置の制御方法に関するものである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。）。

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。

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。）。

実開昭６３−１５０９６７号公報 特開２０００−３１５５６７号公報

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。

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。

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。

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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記商用電源から供給される電力により前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記蓄電手段から供給された前記電圧を電圧変換して定電圧化する定電圧制御手段と、前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給する供電制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記商用電源または前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給すること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記蓄電手段の電圧値を計測する電圧値計測手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測された前記電圧値に応じて、前記蓄電手段から前記定着加熱部以外の負荷に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測された前記電圧値に応じて、前記商用電源または前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧から前記定着加熱部以外の負荷に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記定着加熱部の温度を検出する温度検出手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に応じて、前記商用電源から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置において、商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する直流変換手段、をさらに備え、前記充電手段は、さらに前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧により前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記定着加熱部に供給される電力が不足した場合に、前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給すること、を特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する直流変換手段と、前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧により前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御する供電制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項８に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧を前記定着加熱部に供給すること、を特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項８または請求項９に記載の画像形成装置において、前記蓄電手段の電圧値を計測する電圧値計測手段と、前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測された前記電圧値に応じて、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに起動時または省エネモードからの復帰時に前記電圧値計測手段によって計測される前記電圧値が所定の電圧値以上である場合には、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項１２にかかる発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測される前記電圧値が所定の電圧値未満となった場合には、前記直流変換手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項１３にかかる発明は、請求項８〜１２のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記定着加熱部の温度を検出する温度検出手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に応じて、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項１４にかかる発明は、請求項８〜１２のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記定着加熱部の温度を検出する温度検出手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に応じて、前記直流変換手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする。

また、請求項１５にかかる発明は、請求項８〜１４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記定着加熱部に入力される電流を計測する電流計測手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記電流計測手段によって計測された前記電流に従って、前記直流変換手段または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を制御すること、を特徴とする。

また、請求項１６にかかる発明は、請求項１５に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が目的温度以下であると判断した場合で、かつ、前記電流計測手段によって計測された前記電流が所定の電流以下である場合には、前記直流変換手段または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を上げること、を特徴とする。

また、請求項１７にかかる発明は、請求項１５に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が目的温度以下であると判断した場合で、かつ、前記電流計測手段によって計測された前記電流が所定の電流を超える場合に、前記直流変換手段または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を下げること、を特徴とする。

また、請求項１８にかかる発明は、請求項１５に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が目的温度を超えると判断した場合に、前記商用電源または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を０にすること、を特徴とする。

また、請求項１９にかかる発明は、請求項１〜１８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記定着手段は、さらに前記定着加熱部を内部に有する定着ローラと、前記定着ローラに押圧した加圧ローラのニップ部で記録媒体にトナーを加熱および加圧することによって、トナー画像を定着させること、を特徴とする。

また、請求項２０にかかる発明は、請求項１〜１９のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記蓄電手段は、電気二重層コンデンサによって電力を蓄電すること、を特徴とする。

また、請求項２１にかかる発明は、商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記商用電源から供給される電力により前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記蓄電手段から供給された前記電圧を電圧変換して定電圧化する定電圧制御手段と、を備える画像形成装置の制御方法において、前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給する供電制御ステップと、を有することを特徴とする。

また、請求項２２にかかる発明は、商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する直流変換手段と、前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧により前記蓄電手段を充電する充電手段と、を備える画像形成装置の制御方法において、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御する供電制御ステップと、を有することを特徴とする。

以下、本発明にかかる画像形成装置および画像形成制御方法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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３６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３５ａ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３６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。

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。

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。また、発熱体１９と補助電源部３０へ通電する電流値を検出する電流検出部４６を設けている。

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、電流検出部４６によって検出される発熱体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。

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Ｄ５をバイパスして通電する。

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。

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)。

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)。

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、省エネを実現することができる。

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。

(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。

（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。

（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。

（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。

図１１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（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）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。

図１２は、図１１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；以下、ＩＰＰと記述する）に送出する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１４は、図１２の複写機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。

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。

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。

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。

なお、図１５において、符号６１ａは３．３Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ、符号６１ｂは２．５Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ、符号６１ｃは１．６Ｖ用ＤＣ／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。

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）。

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。

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。

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。

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。この回路では、図１８に示すように発熱体７２と補助電源部５５へ通電する電流値を検出する電流検出部７７を設けている。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。

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、電流検出部７７によって検出されるそれぞれの負荷(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。

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。

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目標電流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以下であり、さらに定着入力電流が目標電流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Ｓ５４）。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Ｓ５５）。

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。

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。

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２における定着装置の概略構成を示す断面図である。 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４における直流電源装置の構成を示す回路図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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１４における電源系の構成例（１）を示す回路図である。 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。 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１４における電源系の構成例（２）を示す回路図である。 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。 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
４６，７７ 電流検出部
５０ ＡＣライン
５２ 直流電源
５３ ＡＣ／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
６１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７２ 定着ヒータ
７６ 出力電圧検出回路

Claims (22)

1. 商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   前記商用電源から供給される電力により前記蓄電手段を充電する充電手段と、
   前記蓄電手段から供給された前記電圧を電圧変換して定電圧化する定電圧制御手段と、
   前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給する供電制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記供電制御手段は、さらに前記商用電源または前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給すること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記蓄電手段の電圧値を計測する電圧値計測手段、をさらに備え、
   前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測された前記電圧値に応じて、前記蓄電手段から前記定着加熱部以外の負荷に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測された前記電圧値に応じて、前記商用電源または前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧から前記定着加熱部以外の負荷に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記定着加熱部の温度を検出する温度検出手段、をさらに備え、
   前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に応じて、前記商用電源から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する直流変換手段、をさらに備え、
   前記充電手段は、さらに前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧により前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記供電制御手段は、さらに前記定着加熱部に供給される電力が不足した場合に、前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給すること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
8. 商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   前記商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する直流変換手段と、
   前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧により前記蓄電手段を充電する充電手段と、
   前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御する供電制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記供電制御手段は、さらに前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧を前記定着加熱部に供給すること、を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記蓄電手段の電圧値を計測する電圧値計測手段と、
    前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測された前記電圧値に応じて、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項８または請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記供電制御手段は、さらに起動時または省エネモードからの復帰時に前記電圧値計測手段によって計測される前記電圧値が所定の電圧値以上である場合には、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記供電制御手段は、さらに前記電圧値計測手段によって計測される前記電圧値が所定の電圧値未満となった場合には、前記直流変換手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記定着加熱部の温度を検出する温度検出手段、をさらに備え、
    前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に応じて、前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載の画像形成装置。
14. 前記定着加熱部の温度を検出する温度検出手段、をさらに備え、
    前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に応じて、前記直流変換手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御すること、を特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載の画像形成装置。
15. 前記定着加熱部に入力される電流を計測する電流計測手段、をさらに備え、
    前記供電制御手段は、さらに前記電流計測手段によって計測された前記電流に従って、前記直流変換手段または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を制御すること、を特徴とする請求項８〜１４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
16. 前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が目的温度以下であると判断した場合で、かつ、前記電流計測手段によって計測された前記電流が所定の電流以下である場合には、前記直流変換手段または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を上げること、を特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が目的温度以下であると判断した場合で、かつ、前記電流計測手段によって計測された前記電流が所定の電流を超える場合に、前記直流変換手段または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を下げること、を特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
18. 前記供電制御手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が目的温度を超えると判断した場合に、前記商用電源または前記蓄電手段から前記定着加熱部へ入力する電流の通電率を０にすること、を特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
19. 前記定着手段は、さらに前記定着加熱部を内部に有する定着ローラと、前記定着ローラに押圧した加圧ローラのニップ部で記録媒体にトナーを加熱および加圧することによって、トナー画像を定着させること、を特徴とする請求項１〜１８のいずれか一つに記載の画像形成装置。
20. 前記蓄電手段は、電気二重層コンデンサによって電力を蓄電すること、を特徴とする請求項１〜１９のいずれか一つに記載の画像形成装置。
21. 商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記商用電源から供給される電力により前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記蓄電手段から供給された前記電圧を電圧変換して定電圧化する定電圧制御手段と、を備える画像形成装置の制御方法において、
    前記定電圧制御手段によって定電圧化された前記電圧を前記定着加熱部以外の負荷に供給する供電制御ステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
22. 商用電源から供給される電力を定着加熱部に供給し、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像を定着させる定着手段と、充放電可能な蓄電手段と、前記商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する直流変換手段と、前記直流変換手段によって変換された前記直流電圧により前記蓄電手段を充電する充電手段と、を備える画像形成装置の制御方法において、
    前記蓄電手段から前記定着加熱部に供給する電力を制御する供電制御ステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。

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