JP2008058500A

JP2008058500A - 画像形成装置

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Publication number: JP2008058500A
Application number: JP2006233920A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Ishida; 敬之石田
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP4948937B2

Abstract

【課題】装置コストの増大を抑えつつ、補助電源装置に設けられた蓄電装置の寿命を延ばす。
【解決手段】主電源装置と、当該主電源装置から電力が供給される主発熱体と、所定の蓄電装置を電力源とする補助電源装置と、当該補助電源装置から電力が供給される補助発熱体とを備え、前記主発熱体と前記補助発熱体とによって定着ローラを加熱する画像形成装置であって、前記主電源装置から供給される電力と、前記補助電源装置から供給される電力とのどちらか一方を選択的に、前記主発熱体及び補助発熱体を除く内部機器の電源電力として出力する電源切替手段と、使用状況に応じて前記電源切替手段における電源電力の切替制御を行う制御手段とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

紙等の記録媒体上にトナーを定着させることによって画像を形成する装置として、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいはこれら各機器の機能を複合化した複合機等の画像形成装置がある。この画像形成装置に備えられた定着装置は、定着ローラと加熱部を主な構成要素とするものである。定着ローラは互いの周面が密着した状態で平行対峙する一対のローラであり、加熱部は、上記一対の定着ローラのうち、記録媒体のトナー側に位置する定着ローラ（加熱ローラ）を加熱するものである。このように構成された定着装置は、一対の定着ローラ間を通過する記録媒体を加圧及び加熱することにより、感光体によって記録媒体上に転写されたトナー像を記録媒体に固着させる。

上記の定着装置には、加熱部を主発熱体（主ヒータ）と補助発熱体（補助ヒータ）とから構成すると共に、主ヒータに電力を供給する主電源装置、及び補助ヒータに電力（補助電力）を供給すると共に蓄電装置（例えば電気二重層キャパシタ）を電源とする補助電源装置を備えたものがある。このような定着装置の立ち上げ時において、主電源装置から主ヒータへの電力供給に加え、補助電源装置から補助ヒータへの電力供給を行って加熱ローラを加熱することにより、定着装置の急速立ち上げを行う。例えば下記特許文献１には、このような補助電源装置を備えた定着装置及び当該定着装置を備えた画像形成装置が開示されている。

また、上記の蓄電装置は、満充電状態で長時間保持すると寿命が短くなることが知られている。下記特許文献２には、画像形成装置が省エネルギのためのモードの時で、かつ定着ローラの温度が室温より高く、蓄電装置から補助ヒータへフルには電力を供給しなくてもよい状態の場合には、蓄電装置の充電電圧を例えば０．１Ｖ／セル下げることにより、蓄電装置の寿命を延ばす技術が開示されている。
特開２０００−３１５５６７号公報特開２００４−３０３５１８号公報

しかしながら、上記特許文献２の技術によると、充電回路の構成及び充電制御が複雑となり、装置コストが増加するという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、装置コストの増大を抑えつつ、補助電源装置に設けられた蓄電装置の寿命を延ばすことを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、画像形成装置に係る第１の解決手段として、主電源装置と、当該主電源装置から電力が供給される主発熱体と、所定の蓄電装置を電力源とする補助電源装置と、当該補助電源装置から電力が供給される補助発熱体とを備え、前記主発熱体と前記補助発熱体とによって定着ローラを加熱する画像形成装置であって、前記主電源装置から供給される電力と、前記補助電源装置から供給される電力とのどちらか一方を選択的に、前記主発熱体及び補助発熱体を除く内部機器の電源電力として出力する電源切替手段と、使用状況に応じて前記電源切替手段における電源電力の切替制御を行う制御手段とを具備することを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記制御手段は、夜間待機中に前記補助電源装置から供給される電力が前記内部機器の電源電力として出力されるように前記電源切替手段の切替制御を行うことを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記制御手段は、スリープモードに移行後、所定時間が経過しても外部からの動作指示がない場合に、前記補助電源装置から供給される電力が前記内部機器の電源電力として出力されるように前記電源切替手段の切替制御を行うことを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記補助電源装置と前記電源切替手段との間に直流電圧変換回路を設け、
前記直流電圧変換回路によって、補助電源装置から供給される直流電圧を前記内部機器の電源電圧に適合するように変換することを特徴とする。

また、画像形成装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、前記制御手段は、使用状況に応じて前記電源切替手段における電源電力の切替制御を行う第１モードと、使用状況に拘わらず前記主電源装置から供給される電力が前記内部機器の電源電力として出力されるように前記電源切替手段の切替制御を行う第２モードとを有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の使用状況に応じて、主電源装置から供給される電力と、補助電源装置から供給される電力とのどちらか一方を選択的に、前記主発熱体及び補助発熱体を除く内部機器の電源電力として使用する。つまり、夜間待機中など定着ローラを加熱する必要がない期間では、補助電源装置から供給される電力を内部機器の電源電力として使用することにより、極力蓄電装置の充電電圧が低い状態を維持することができ、その結果、蓄電装置の寿命を延ばすことができる。また、従来と比べてスイッチなどの電源切替手段を設けるだけで良いので、装置コストの増大を抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。なお、本実施形態における画像形成装置として、例えば印刷機、複写機、ファクシミリ等の複数の機能を有する複合機を例示して説明する。

図１に示すように、本画像形成装置は、電源装置１（主電源装置）、電源監視回路２、電源制御部３、充電制御回路４、蓄電装置５、放電制御回路６、エンジンシステム７、電源系統切替スイッチ８（電源切替手段）、除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１から構成されている。また、エンジンシステム７は、定着ヒータ７ａ（主発熱体）と補助定着ヒータ７ｂ（補助発熱体）とを備え、複合機コントローラ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａ、記憶部１１ｂ、ファクシミリ制御部１１ｃを備えている。なお、上記構成要素の内、充電制御回路４、蓄電装置５、及び放電制御回路６は補助電源装置を構成し、ＣＰＵ１１ａ及び電源制御部３は制御手段を構成するものである。

電源装置１は、外部から供給されるＡＣ１００Ｖの商用電力を、充電制御回路４、定着ヒータ７ａ、及び電源系統切替スイッチ８の一方の入力端に出力する。電源監視回路２は、上記電源装置１が出力するＡＣ１００Ｖの商用電力（以下主電力と称す）の電圧値等を監視し、当該監視結果を電源制御部３に出力する。電源制御部３は、放電制御回路６から供給される補助電力によって駆動し、ＣＰＵ１１ａから入力される制御信号や上記電源監視回路２から入力される主電力の監視結果に基づいて、電源系統切替スイッチ８を制御する。

充電制御回路４は、蓄電装置５を充電するためのものであり、交流電力である主電力を整流することにより直流電力に変換し、当該直流電力を蓄電装置５に出力する。蓄電装置５は、例えば１つの電気二重層コンデンサあるいは直列接続された複数の電気二重層コンデンサから構成されており、上記直流電力を電荷として電気二重層コンデンサに充電する一方、当該電気二重層コンデンサに充電された電荷を放電電流として放電制御回路６に出力する。放電制御回路６は、上記蓄電装置５からの電荷の放電を制御するものであり、蓄電装置５に蓄えられた電荷を補助電力として電源制御部３、補助定着ヒータ７ｂ、及び電源系統切替スイッチ８の他方の入力端に出力する。

定着ヒータ７ａは、一対の定着ローラ（図示せず）の一方の内部に設けられたＡＣハロゲンヒータであり、電源装置１から交流電力であるＡＣ１００Ｖ（主電力）が供給されることによって発熱する。補助定着ヒータ７ｂは、上記定着ヒータ７ａと同一の定着ローラ内に設けられたＤＣハロゲンヒータであり、放電制御回路６から補助電力が供給されることによって発熱する。なお、一対の定着ローラは、互いの周面が密着した状態で平行対峙するローラであり、互いに逆方向に回転することによって記録媒体を圧接状態で挟むことにより当該記録媒体上のトナー像を定着させるものである。

電源系統切替スイッチ８は、電源制御部３の制御の下、電源装置１から入力される主電力と、放電制御回路６から入力される補助電力とのどちらか一方を選択的に除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１に出力する。除湿用ヒータ９は、本画像形成装置内の除湿を行うためのヒータであり、電源系統切替スイッチ８を介して供給される主電力または補助電力によって駆動する。冷却ファン１０は、本画像形成装置内の温度を一定に保つためのものであり、電源系統切替スイッチ８を介して供給される主電力または補助電力によって駆動する。

複合機コントローラ１１は、電源系統切替スイッチ８を介して供給される主電力または補助電力によって駆動して、本画像形成装置の全体動作を制御するものである。具体的には、ＣＰＵ１１ａは、記憶部１１ｂに記憶された制御プログラム及び各種制御用データ等に基づいて、電源制御部３、ファクシミリ制御部１１ｃを制御し、エンジンシステム７（つまり定着ヒータ７ａ及び補助定着ヒータ７ｂ）のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。記憶部１１ｂは、例えばフラッシュメモリやＨＤＤからなり、上記ＣＰＵ１１ａが使用する制御プログラム及び各種制御用データ等を記憶する。ファクシミリ制御部１１ｃは、ＣＰＵ１１ａの制御の下、本画像形成装置におけるファクシミリ機能に関する制御を行う。

次に、このように構成された本画像形成装置の特徴的動作について詳しく説明する。なお、初期状態において、電源系統切替スイッチ８は、電源装置１から入力される主電力を除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１に出力するものとする。

まず、昼間などの通常の使用時間帯において、ＣＰＵ１１ａは、定着ヒータ７ａ及び補助定着ヒータ７ｂがＯＮ状態となるように制御し、電源装置１から主電力を定着ヒータ７ａに給電させ、また、放電制御回路６から補助電力を補助定着ヒータ７ｂに給電させる。これにより、定着ローラの温度を急速に目標温度に上昇させ、定着温度の早期立ち上げを行なう。定着の立ち上げが完了した後、ＣＰＵ１１ａは印刷処理やその他の処理を行う。また、定着温度が安定し、補助定着ヒータ７ｂの使用が不要になると、ＣＰＵ１１ａは補助定着ヒータ７ｂがＯＦＦ状態となるように制御し、充電制御回路４は所定のタイミングで蓄電装置５の充電処理を行う。ここで、ＣＰＵ１１ａは、蓄電装置５が満充電状態になり、且つ所定時間経過しても外部装置からの印刷指示やユーザの操作入力がない場合、スリープモードに移行する。なお、このような昼間などの通常の使用時間帯において、除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１は電源装置１から供給される主電力によって駆動している。

一方、ＣＰＵ１１ａは夜間になったことを検出すると、電源制御部３を介して電源系統切替スイッチ８を制御し、放電制御回路６から入力される補助電力を除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１に出力させる。つまり、夜間における待機中の消費電力を蓄電装置５から供給するように、電源系統切替スイッチ８を切り替える。夜間では、本画像形成装置が使用されなくなり、スリープモードに移行するため、定着ヒータ７ａ及び補助定着ヒータ７ｂへ電力供給する必要がなくなる。従って、上記のように夜間における待機中の除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１の消費電力を蓄電装置５から供給するようにすることにより、蓄電装置５の充電電圧を下げることができる。その結果、蓄電装置５の満充電状態の時間を短縮することができ、蓄電装置５の寿命を延ばすことが可能である。また、従来と比べて電源系統切替スイッチ８を設けるだけで良いので、装置コストの増大を抑えることができる。

なお、夜間になったことを検出する方法としては、現在時刻を監視し、当該現在時刻が例えば午後１０時になった場合を夜間と判断しても良いし、また、スリープモードに移行後、所定時間（例えば２時間程）経過しても外部装置からの印刷指示やユーザの操作入力がない場合を夜間と判断しても良い。

また、上記のように、夜間中、待機中の除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１の消費電力を蓄電装置５から供給するようにすると、翌日の通常の使用時間帯において印刷処理等を行う場合、蓄電装置５の充電電圧が補助定着ヒータ７ｂに必要な電圧より低下しているため、定着ローラの温度を立ち上げる時間が、満充電時と比べて長くなってしまい、ユーザに不快感を与える要因となる。

そこで、例えば、本画像形成装置の操作キーを操作することにより、上記のような夜間における待機中の消費電力を蓄電装置５から供給する第１モードと、夜間でも通常の使用時間帯と同じく電源装置１から待機中の消費電力を供給する第２モードとを切り替える機能を設けることにより、定着ローラの温度を立ち上げる時間が、満充電時と比べて長くなってしまっても蓄電装置５の寿命を優先する場合には第１モードを選択し、急ぎで印刷処理等を行う必要がある場合は第２モードを選択することで、ユーザの使い勝手を向上することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、内部機器として除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１を例示して説明したが、これらに限らず、他の内部機器にも補助電源装置から補助電力を供給しても良い。

（２）また、蓄電装置５は一般的に大きな充電電圧を有しているため、放電制御回路６と電源系統切替スイッチ８との間にＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電圧変換回路）を設け、当該ＤＣ／ＤＣコンバータによって、放電制御回路６から供給される直流電圧を内部機器（除湿用ヒータ９、冷却ファン１０及び複合機コントローラ１１）の電源電圧に適合するように変換するような構成を採用しても良い。

本発明の一実施形態に係わる画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…電源装置（主電源装置）、２…電源監視回路、３…電源制御部、４…充電制御回路、５…蓄電装置、６…放電制御回路、７…エンジンシステム、８…電源系統切替スイッチ（電源切替手段）、９…除湿用ヒータ、１０…冷却ファン、１１…複合機コントローラ、７ａ…定着ヒータ（主発熱体）、７ｂ…補助定着ヒータ（補助発熱体）、１１ａ…ＣＰＵ（Central Processing Unit）、１１ｂ…記憶部、１１ｃ…ファクシミリ制御部

Claims

主電源装置と、当該主電源装置から電力が供給される主発熱体と、所定の蓄電装置を電力源とする補助電源装置と、当該補助電源装置から電力が供給される補助発熱体とを備え、前記主発熱体と前記補助発熱体とによって定着ローラを加熱する画像形成装置であって、
前記主電源装置から供給される電力と、前記補助電源装置から供給される電力とのどちらか一方を選択的に、前記主発熱体及び補助発熱体を除く内部機器の電源電力として出力する電源切替手段と、
使用状況に応じて前記電源切替手段における電源電力の切替制御を行う制御手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、夜間待機中に前記補助電源装置から供給される電力が前記内部機器の電源電力として出力されるように前記電源切替手段の切替制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、スリープモードに移行後、所定時間が経過しても外部からの動作指示がない場合に、前記補助電源装置から供給される電力が前記内部機器の電源電力として出力されるように前記電源切替手段の切替制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記補助電源装置と前記電源切替手段との間に直流電圧変換回路を設け、
前記直流電圧変換回路によって、補助電源装置から供給される直流電圧を前記内部機器の電源電圧に適合するように変換することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、使用状況に応じて前記電源切替手段における電源電力の切替制御を行う第１モードと、使用状況に拘わらず前記主電源装置から供給される電力が前記内部機器の電源電力として出力されるように前記電源切替手段の切替制御を行う第２モードとを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。