JP4252469B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
近年、複写機、プリンタ等の画像形成装置も省エネルギ化することが進められている。画像形成装置を省エネルギ化するためには、画像形成装置の画像形成部で記録材上に形成された未定着トナーを記録材に永久的に定着させるために電力を最も消費する定着装置の省電力化が求められる。この定着装置の消費電力を低減するためには、定着装置の待機時の温度を低下させることで待機時の消費電力を低減する必要がある。定着装置の待機時温度を低下させると、ユーザがこの画像形成装置を使用する際に定着装置の温度を待機時温度から定着可能温度へ復帰させるまでの間はユーザが待つ必要がある。 In recent years, energy saving of image forming apparatuses such as copying machines and printers has been promoted. In order to save energy in the image forming apparatus, it is possible to save the fixing apparatus that consumes the most power in order to permanently fix the unfixed toner formed on the recording material on the recording material in the image forming unit of the image forming apparatus. Electricity is required. In order to reduce the power consumption of the fixing device, it is necessary to reduce the standby power consumption by lowering the standby temperature of the fixing device. When the standby temperature of the fixing device is lowered, the user needs to wait until the temperature of the fixing device is returned from the standby temperature to the fixable temperature when the user uses the image forming apparatus.
この不具合を解決するためには、定着装置の温度を如何に短時間で定着可能温度まで復帰させることができるかが重要となる。定着装置の温度が待機時温度から定着可能温度へ復帰する復帰時間を短縮するためには、定着装置の定着ローラなどの加熱部の熱容量を低減させて加熱部を早く昇温させる方式がある。しかし、この方式では、低熱容量の加熱部(定着ローラ等)は、自身の昇温時間を短縮できるという利点があるのに対し、自身の持つ熱量を周りに奪われやすいといった欠点も持ち合わせている。したがって、加熱部が奪われた熱量を如何にして補うかといった課題が生じる。 In order to solve this problem, it is important how the temperature of the fixing device can be returned to the fixing possible temperature in a short time. In order to shorten the return time for the temperature of the fixing device to return from the standby temperature to the fixable temperature, there is a method in which the heating unit is heated quickly by reducing the heat capacity of the heating unit such as the fixing roller of the fixing device. However, in this method, a heating unit (such as a fixing roller) having a low heat capacity has an advantage that the heating time can be shortened, but has a drawback that the amount of heat possessed by the heating unit can be easily taken away. . Accordingly, there arises a problem of how to compensate for the amount of heat taken by the heating unit.
この課題の解決策の一つとしては、特許文献1に記載されているように、定着装置の待機時に補助電源装置である二次電池を充電し、定着装置を立ち上げたときに主電源装置と二次電池や一次電池から電力を供給して定着装置の立ち上がり時間を短縮するように補助電源装置を用いるものが挙げられる。
As one solution to this problem, as described in
特許文献2には、トナー像が転写されたプリント媒体を加熱する熱定着手段により、前記トナー像を前記プリント媒体に定着させる画像形成方法であって、複数の前記プリント媒体を連続的にプリントする際のプリント枚数をカウントするスッテプと、前記プリント媒体のプリント枚数に応じて前記熱定着手段の温度を切り換えるステップと、前記熱定着手段に対する入力電圧を求めるステップと、前記入力電圧に基づいて前記熱定着手段の温度が切り換わる前記プリント媒体のプリント枚数を修正するステップとを具えた画像形成方法が記載されている。 Patent Document 2 discloses an image forming method in which the toner image is fixed to the print medium by a heat fixing unit that heats the print medium to which the toner image is transferred, and a plurality of the print media are continuously printed. A step of counting the number of prints at the time, a step of switching the temperature of the thermal fixing unit according to the number of prints of the print medium, a step of obtaining an input voltage to the thermal fixing unit, and the thermal voltage based on the input voltage An image forming method comprising the step of correcting the number of prints of the print medium at which the temperature of the fixing means is switched is described.
特許文献3には、発熱部材の発熱により温度が上がる加熱部と、商用電源が用いられて前記発熱部材に電力を供給する主電源装置と、商用電源より充電され前記発熱部材に電力を供給する補助電源装置として用いられる複数のセルから構成される大容量キャパシタとを有する加熱装置において、前記複数のセルの接続を少なくとも放電時に可変する構成とした加熱装置が記載されている。 In Patent Document 3, a heating unit that rises in temperature due to heat generated by a heat generating member, a main power supply that uses a commercial power source to supply power to the heat generating member, and is charged from a commercial power source to supply power to the heat generating member. In a heating device having a large-capacity capacitor composed of a plurality of cells used as an auxiliary power supply device, a heating device configured to vary the connection of the plurality of cells at least during discharge is described.
画像形成装置では、商用電源のみを用いて定着装置の加熱部へ電力を供給するだけでは電力不足により画像品質(定着性)を満足できない場合には、補助電源装置を使用することが効果的である。この補助電源装置としては繰り返し充放電可能なものを用いるのが望ましい。 In an image forming apparatus, if the image quality (fixability) cannot be satisfied due to insufficient power by simply supplying power to the heating unit of the fixing device using only a commercial power supply, it is effective to use an auxiliary power supply device. is there. It is desirable to use an auxiliary power supply that can be repeatedly charged and discharged.
ところで、主電源装置の入力電圧値や環境温度、補助電源装置に蓄えられている電力値は、主電源オン時あるいは待機状態から定着装置の温度が定着可能温度まで復帰する復帰時間もしくは連続通紙時の生産性にかかわる重要な要素である。しかし、従来の定着装置では、補助電源装置から加熱部への電力供給は主電源装置の入力電圧値や環境温度、補助電源装置に蓄えられている電力値を考慮していないので、補助電源装置に蓄えられた電力を効果的に利用しておらず、主電源オン時あるいは待機状態から定着装置の温度が定着可能温度まで復帰する復帰時間(定着装置の昇温時間)が長くなったり、連続通紙時に生産性が低下したりしている。 By the way, the input voltage value of the main power supply device, the environmental temperature, and the electric power value stored in the auxiliary power supply device are the return time when the main power supply is turned on or from the standby state until the fixing device temperature returns to the fixable temperature, or continuous paper feeding. It is an important factor related to productivity. However, in the conventional fixing device, the power supply from the auxiliary power supply device to the heating unit does not take into account the input voltage value of the main power supply device, the environmental temperature, or the power value stored in the auxiliary power supply device. The power stored in the printer is not effectively used, and the recovery time (fixing device temperature rise time) for the fixing device to return to the fixing possible temperature when the main power is turned on or in the standby state becomes longer or continuous. Productivity decreases when paper is passed.
本発明は、補助電源装置に蓄えられた電力を効果的に利用することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention aims at providing an image forming apparatus as possible out utilizing the power stored in the auxiliary power source device effectively.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、主電源装置と補助電源装置の少なくとも一方から電力供給を受ける定着装置であって、前記電力供給により発熱する発熱体と、前記発熱体により加熱される定着部材と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材とを有する定着装置と、前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備える画像形成装置において、商用電源から前記主電源装置への入力電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記電圧検知手段が検知した電圧値が所定の電圧値V1以上の場合には、前記主電源装置がオンされた電源オン時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給するものである。
To achieve the above object, the invention according to
請求項2に係る発明は、主電源装置と補助電源装置の少なくとも一方から電力供給を受ける定着装置であって、前記電力供給により発熱する発熱体と、前記発熱体により加熱される定着部材と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材とを有する定着装置と、前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備える画像形成装置において、商用電源から前記主電源装置への入力電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記電圧検知手段が検知した電圧値が所定の電圧値V1以上の場合には、待機状態から定着可能温度への復帰時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給するものである。 The invention according to claim 2 is a fixing device that receives power supply from at least one of a main power supply device and an auxiliary power supply device, the heating element generating heat by the power supply, a fixing member heated by the heating element, An image forming apparatus including a fixing device having a fixing member and a pressure member that forms a nip, and a power storage device capable of charging / discharging the auxiliary power device, and detecting an input voltage from a commercial power source to the main power device. Voltage detecting means, and when the voltage value detected by the voltage detecting means is equal to or higher than a predetermined voltage value V1, the electric power stored in the auxiliary power supply device is returned from the standby state to the fixable temperature. It is supplied to the fixing device .
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記電圧検知手段が検知した電圧値が前記所定の電圧値V1以上の場合には、通紙時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給しないものである。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, when the voltage value detected by the voltage detecting unit is equal to or higher than the predetermined voltage value V1 , the auxiliary is performed when the paper is passed. The power stored in the power supply device is not supplied to the fixing device.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、前記電圧検知手段が検知した電圧値が、前記所定の電圧値V1よりも低く、かつ、前記所定の電圧値V1よりも低い所定の電圧値V2以上の場合には、前記主電源装置がオンされた電源オン時及び通紙時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect , a voltage value detected by the voltage detecting unit is lower than the predetermined voltage value V1 and is lower than the predetermined voltage value V1. When the voltage is lower than the predetermined voltage value V2, the power stored in the auxiliary power device is supplied to the fixing device when the main power device is turned on and when the paper is passed.
請求項5に係る発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、前記電圧検知手段が検知した電圧値が、前記所定の電圧値V1よりも低く、かつ、前記所定の電圧値V1よりも低い所定の電圧値V2以上の場合には、待機状態から定着可能温度への復帰時及び通紙時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect , a voltage value detected by the voltage detection unit is lower than the predetermined voltage value V1 and is lower than the predetermined voltage value V1. When the voltage is lower than the predetermined voltage value V2, the electric power stored in the auxiliary power supply device is supplied to the fixing device when returning from the standby state to the fixable temperature and when the paper is passed.
請求項6に係る発明は、請求項1乃至5のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記発熱体がハロゲンヒータであるものである。
請求項7に係る発明は、請求項1乃至5のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記発熱体がセラミックヒータであるものである。
請求項8に係る発明は、請求項1乃至5のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記発熱体が誘導加熱手段により発熱する発熱体であるものである。
請求項9に係る発明は、請求項1乃至8のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記発熱体が単一の部材であるものである。
請求項10に係る発明は、請求項1乃至9のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記補助電源装置がキャパシタであるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the heating element is a halogen heater .
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the heating element is a ceramic heater .
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the heating element is a heating element that generates heat by induction heating means .
The invention according to
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the auxiliary power supply device is a capacitor .
本発明によれば、補助電源装置に蓄えられた電力を効果的に利用することができ、主電源オンによる立ち上がり時間や、待機状態(スリープモードや省電力モードなど)から定着装置の温度が定着可能温度まで復帰する復帰時間を短縮でき、連続通紙時に生産性を低下させることなく定着品質を満足させることができる。 According to the present invention, the power stored in the auxiliary power supply can be effectively used, and the temperature of the fixing device is fixed from the rise time when the main power is turned on or from the standby state (sleep mode, power saving mode, etc.). The return time for returning to a possible temperature can be shortened, and the fixing quality can be satisfied without lowering the productivity during continuous paper feeding.
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施形態を参照して説明する。
図2は本発明の実施形態1を示す。この実施形態1は画像形成装置としての複写機である。本実施形態1の複写機は、原稿の画像を読み取る画像読み取り装置11、記録用紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成部12、自動原稿搬送装置(ADF)13、ADF13により排出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ14、給紙カセット15〜18を備える給紙部19、記録媒体をスタックする排紙部(排紙トレイ)20を有する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.
FIG. 2 shows
ADF13の原稿台21上に原稿Dをセットして図示しない操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、原稿台21上の最上位の原稿Dがピックアップローラ22の回転により矢印B1方向へ送り出され、原稿搬送ベルト23の回転により、画像読み取り装置11に固定されたコンタクトガラス24上へ給送されてコンタクトガラス24上の所定位置にセットされる。
When a document D is set on the document table 21 of the
コンタクトガラス24上にセットされた原稿Dの画像は、画像読み取り装置25によって読み取られる。画像読み取り装置11は、コンタクトガラス24上の原稿Dを照明する光源26により照明し、その反射光を光学系27によりCCD等からなる光電変換素子28上に結像させるとともに、光源26及び光学系27の一部の移動により原稿Dを走査して原稿Dの画像を読み取る。原稿Dは、画像読み取り終了後に搬送ベルト23の回転により矢印B2の方向へ搬送されて排紙トレイ14上へ排出される。このように、原稿台21上の原稿Dは1枚ずつコンタクトガラス24上へ給送して画像が画像読み取り装置11によって読み取られる。
The image of the document D set on the
一方、画像形成部12の内部には、像担持体であるドラム状の感光体30が配置されている。感光体30は、図示しない駆動部により図2において時計方向に回転駆動され、帯電装置31によって表面が所定の電位に帯電される。また、露光手段としての書き込みユニット32は、画像読み取り装置25から図示しない画像処理部を介して入力される画像情報に応じてレーザ光源を駆動して、画像情報で変調したレーザ光Lを出射し、このレーザ光Lで感光体30の帯電した表面を露光することで、感光体30の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像装置33により現像されてトナー像が形成され、このトナー像は、転写装置34によって、感光体30と転写装置34との間に給送された記録媒体Pに転写される。トナー像転写後の感光体30の表面は、クリーニング装置35によって清掃される。
On the other hand, a drum-
画像形成部12の下部に配置された複数の給紙カセット15〜18には、紙等の記録媒体Pを収容してあり、給紙カセット15〜18のいずれかから記録媒体Pが矢印B3方向へ送り出され、その記録媒体Pが感光体30と転写装置34との間を通過する際に上述のように感光体30上のトナー像が転写される。この記録媒体Pは、矢印B4で示すように画像形成部12内の定着装置36を通過する際に熱と圧力の作用によってトナー像が定着される。定着装置36を通過した記録媒体Pは排出ローラ対37によって矢印B5で示すように排紙トレイ20へ排出されてスタックされる。
A plurality of
図3は、記録媒体P上の未定着画像(トナー像)を加熱及び加圧により記録媒体Pに定着させる定着装置36を示し、図1は定着装置36における加熱装置の構成を示す。
定着装置36は、定着部材としての薄肉ローラからなる定着ローラ1と、加圧部材としての加圧ローラ2とを有し、加圧ローラ2は定着ローラ1に圧接される。加熱部である定着ローラ1は、例えばハロゲンヒータからなる主発熱体4と補助発熱体5からなる発熱体9を内蔵し、定着ローラ1と加圧ローラ2とで、未定着トナー8が載った記録媒体Pを通過させて加圧及び加熱を行うニップ部を形成している。
FIG. 3 shows a fixing
The fixing
本実施形態1の加熱装置は、発熱体9、主電源装置37、補助電源装置38、主制御手段としてのスイッチ39、充電器40、充放電切替手段としての切替装置41、定着ローラ1の表面温度を検知する温度検知手段としての温度検知器6及び図示しない制御手段としての制御部を有する。発熱体9は、主電源装置37からスイッチ39を介して供給される電力により発熱する主発熱体4と、補助電源装置38から切替装置41を介して供給される電力により発熱する補助発熱体5を有し、被加熱体である定着ローラ1を加熱する。主電源装置37は、コンセント等の商用電源から電力が供給され、この電力を加熱部9に応じた電圧に調整する等の機能を有する。
The heating device according to the first embodiment includes a
補助電源装置38としては、特許文献4や特許文献5、特許文献6に開示されているような電気二重層コンデンサ(電気化学キャパシタ)を利用するのが望ましい。電気二重層コンデンサは、繰り返し充放電可能なニッケル‐カドミウム電池と比較して、充電時間が短く(数分程度の急速充電が可能であり)、寿命が非常に長く、また繰り返し充放電による劣化が少ない。
As the
画像形成部12において記録材P上に形成された未定着画像(トナー像)は定着ローラ1と加圧ローラ2により形成されるニップ部にて熱及び圧力が与えられて記録材Pに永久的に定着される。なお、ニップ部を形成する定着ローラ1および加圧ローラ2は、図1に示すような一対の回転体だけにとどまらず、少なくとも一方が無端状のベルト(フィルム)であってもよい。発熱体4,5は、ハロゲンヒータだけに限らず、セラミックヒータや誘導加熱手段など、他の物質温度を昇温させることのできる構成であれば良い。
The unfixed image (toner image) formed on the recording material P in the
切替装置41は補助電源装置38と充電器40、補助発熱体5との間に設置されて上記制御部により制御され、切替装置41が補助電源装置38を充電器40側に切替接続した場合には充電器40が主電源装置37から供給される電力により切替装置41を介して補助電源装置38を充電する。切替装置41が補助電源装置38を補助発熱体5側に切替接続した場合には補助電源装置38から切替装置41を介して補助発熱体5へ放電されることにより補助発熱体5が発熱して定着ローラ1を加熱する。
The switching
主発熱体4は主電源装置37からスイッチ39を介して電力が供給されることにより発熱して定着ローラ1を加熱する。温度検知器6は定着ローラ1の表面温度を検知し、上記制御部は温度検知器6からの温度検知信号に基づいて定着ローラ1の表面温度が定着可能な設定温度になるようにスイッチ39をオン/オフ制御する。
The main heating element 4 generates heat when the electric power is supplied from the main
主電源装置37のみから発熱体9への電力供給では定着ローラ1の昇温に長い時間を要するような場合には、あらかじめ主電源装置37から充電器40を介して充電された補助電源装置38からも同時に発熱体9へ電力を供給することで、定着ローラ1の昇温時間を短くすることができる。なお、記録材Pが上記ニップ部に通されていない非通紙時の定着ローラ1の昇温だけにとどまらず、記録材Pが上記ニップ部に通される通紙中にも同時に補助電源装置38からも発熱体9へ電力を供給してもよい。また、主電源装置37から電力が供給される主発熱体4と、補助電源装置38から電力が供給される補助発熱体5は、図1及び図3に示すように必ずしも別部品となっている必要はなく、両電源37,38から自在に電力を供給できるような単一部材としても良い。
In the case where it takes a long time to raise the temperature of the fixing
図4〜7は本実施形態1における入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)の違いによる時間と加熱部温度(定着ローラ1の表面温度)との関係を示した概略図である。図4〜図7中の数値(90V、95V、100V)は参考値である。図4は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が無い場合の定着装置37の立ち上がり時における入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)の違いによる時間と加熱部温度との関係を示し、図5は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が無い場合の連続通紙時における入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)の違いによる時間と加熱部温度との関係を示す。図6は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が有る場合の定着装置37の立ち上がり時における入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)の違いによる時間と加熱部温度との関係を示し、図7は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が有る場合の連続通紙時における入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)の違いによる時間と加熱部温度との関係を示す。
4 to 7 schematically show the relationship between the time due to the difference in the input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply device 37) and the heating portion temperature (surface temperature of the fixing roller 1) in the first embodiment. FIG. The numerical values (90V, 95V, 100V) in FIGS. 4 to 7 are reference values. FIG. 4 shows the time and heating unit due to the difference in input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply device 37) when the fixing
図4及び図5より、入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)が十分な値である時(例えば商用電源から主電源装置37への入力電圧値が100V である100V入力時)には連続通紙時においても加熱部温度が定着下限温度以下になることがないため、補助電源装置38に蓄えられた電力は連続通紙時には生産性が低下しないので使用する必要がない。したがって、主電源装置37がオンされた電源オン時または定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が待機状態(待機時温度)から定着可能温度へ復帰する復帰時に補助電源装置38の電力を使用することができ、定着装置36の温度が定着可能になるまでの立ち上がり時間を短縮することができる(図4、図6参照)。
4 and 5, when the input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply device 37) is a sufficient value (for example, 100V input voltage value from the commercial power supply to the main
そこで、本実施形態1では、入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)を検知する電圧検知手段が設けられ、上記制御部は、上記電圧検知手段からの電圧検知信号に基づいて入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)が100Vである場合は、連続通紙時には切替装置41を補助電源装置38が充電器40側に接続されたままとなるように制御し、電源オン時または上記復帰時には定着装置36の通紙時には切替装置41を補助電源装置38が補助発熱体5側に接続されるように制御する。
Therefore, in the first embodiment, voltage detection means for detecting an input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply device 37) is provided, and the control unit outputs a voltage detection signal from the voltage detection means. If the input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply device 37) is 100V, the switching
入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)が所定の値より低い不十分な値である時(例えば商用電源から主電源装置37への入力電圧値が90V以下である時)には、補助電源装置38から発熱体9への電力補助無しでは定着装置36の温度が連続通紙時に定着下限温度以下になってしまうので、定着品質を満足させるためには画像形成物の生産性を低下させなければならない。このような場合には補助電源装置38の補助電力を通紙時に使用することにより、図7に示すように加熱部温度が定着下限温度以下になることを防ぐことができ、生産性低下を回避することができる。
When the input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply device 37) is an insufficient value lower than a predetermined value (for example, when the input voltage value from the commercial power supply to the main
そこで、本実施形態1では、上記制御部は、上記電圧検知手段からの電圧検知信号に基づいて入力電圧が所定の値より低い場合(例えば商用電源から主電源装置37への入力電圧値が90V以下である時)は、温度検知器6からの温度検知信号に基づいて、主電源装置37がオンされた電源オン時あるいは定着装置36の温度が定着装置36の待機状態から定着装置36が定着可能になるまでの復帰時には、切替装置41を補助電源装置38が充電器40側に接続されたままとなるように制御して補助電源装置38の補助電力を使用しないようにする。そして、上記制御部は、上記電圧検知手段からの電圧検知信号に基づいて入力電圧が低い場合には、電源オン時以降もしくは上記復帰時以降の定着装置36の通紙時には、切替装置41を補助電源装置38が補助発熱体5側に接続されたままとなるように制御する。
Therefore, in the first embodiment, when the input voltage is lower than a predetermined value based on the voltage detection signal from the voltage detection means (for example, the input voltage value from the commercial power supply to the main
また、上記制御部は、上記電圧検知手段からの電圧検知信号に基づいて入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)が上記十分な値(例えば100V)と上記不十分な値(例えば90V以下)との中間の中間値(95Vを含む中間値)である場合は、連続通紙時には、生産性低下を回避できる所定の最小電力を補助電源装置38から補助発熱体5へ供給するように切替装置41を制御し、補助電源装置38の残りの電力(連続通紙時に放電した後の残りの電力)は電源オン時または定着装置36の待機状態から定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度へ復帰する復帰時に補助電源装置38から補助発熱体5へ供給するように切替装置41を制御し、定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度になるまでの時間の短縮を図る(図6及び図7参照)。
Further, the control unit has an input voltage value (input voltage value from the commercial power supply to the main power supply 37) based on a voltage detection signal from the voltage detection means that is sufficient and sufficient (for example, 100V). In the case of an intermediate value (for example, an intermediate value including 95 V) between a value (for example, 90 V or less), a predetermined minimum power that can avoid a decrease in productivity is supplied from the
このように、本実施形態1では、入力電圧値に応じて補助電源装置38に蓄えられた電力を定着装置36の立ち上がり時(電源オン時または上記復帰時)と連続通紙時とで使い分け、かつ、補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途及び割合を図8に示すように決める(定着装置36の立ち上がり時(電源オン時または上記復帰時)と連続通紙時とで補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途及び割合を上記のように決める)ことにより、補助電源装置に蓄えられた電力を効果的に利用することができ、主電源オンによる立ち上がり時間や、待機状態(スリープモードや省電力モードなど)から定着可能温度まで復帰する復帰時間を短縮でき、連続通紙時に生産性を低下させることなく定着品質を満足させることができる。
As described above, in the first embodiment, the electric power stored in the auxiliary
ここに、補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途は、キャパシタの電力を発熱部に供給するタイミングのことであり、この供給タイミングの例としては以下の場合がある。
(1)立ち上げ時
(2)通紙時(紙枚数/部数や紙サイズや紙種によって供給タイミング/供給量をそれぞれ変えるとより効果的である)
(3)待機時(ジョブ間の通常待機時の他に、スリープモード時や省電力モード時を含む。補助電源装置電圧(キャパシタ電圧)が満充電になった時に電力を補助電源装置から発熱部にわずかに供給することで、補助電源装置(キャパシタ)が高電圧状態で長時間補給されることを避ける。このことにより、補助電源装置(キャパシタ)の寿命を延ばすことができる。これは、キャパシタは満充電状態(高電圧)で長時間保持されるとキャパシタ自身の寿命に対して不利な特性を持っているからである。)
本発明の参考形態1では、上記実施形態1において、定着装置36の環境温度を検知する図示しない環境温度検知手段としての環境温度検知器が設けられて上記電圧検知手段が省略され、上記制御手段は、入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)に応じて切替装置41を制御して補助電源装置38に蓄えられた電力の使用を制御する代りに、上記環境温度検知器からの温度検知信号に基づいて環境温度に応じて切替装置41を制御して補助電源装置38に蓄えられた電力の使用を制御する。
Here, the usage of the electric power stored in the auxiliary
(1) When starting up (2) When passing paper (It is more effective to change the supply timing / supply amount depending on the number of sheets / number of copies, paper size, and paper type)
(3) During standby (including normal standby between jobs, including sleep mode and power saving mode. When the auxiliary power supply voltage (capacitor voltage) is fully charged, power is supplied from the auxiliary power supply to the heat generating part. The auxiliary power supply (capacitor) is prevented from being replenished for a long time in a high voltage state, thereby extending the life of the auxiliary power supply (capacitor). (This is because, when held for a long time in a fully charged state (high voltage), it has a disadvantageous characteristic for the lifetime of the capacitor itself.)
In the first embodiment of the present invention, in the first embodiment , an environmental temperature detector (not shown) that detects the environmental temperature of the fixing
図9〜12は本参考形態1における環境温度の違いによる時間と加熱部温度(定着ローラ1の表面温度)との関係を示した概略図である。図9〜図12中の数値(30℃、20℃、10℃)は参考値である。図9は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が無い場合の定着装置37の立ち上がり時における環境温度の違いによる時間と加熱部温度との関係を示し、図10は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が無い場合の連続通紙時における環境温度の違いによる時間と加熱部温度との関係を示す。図11は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が有る場合の定着装置37の立ち上がり時における環境温度の違いによる時間と加熱部温度との関係を示し、図12は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が有る場合の連続通紙時における環境温度の違いによる時間と加熱部温度との関係を示す。
Figure 9-12 is a schematic diagram showing the relationship of time due to the environmental temperature differences of
図9及び図10より、環境温度が所定の値より高い時(例えば30℃以上である時)には、加熱部1からの放熱が少ないために電源オン時または待機状態から定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度へ復帰する復帰時における時間が早く、通紙時における温度落込みが小さい。したがって、補助電源装置38に蓄えられた電力は通紙時に使用する必要がなく、立ち上がり時(電源オンまたは待機状態から定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度へ復帰する復帰時)に使用して、定着装置36が定着可能温度になるまでの立ち上がり時間を短縮することができる(図9、図10参照)。
9 and 10, when the environmental temperature is higher than a predetermined value (for example, when it is 30 ° C. or higher), the temperature of the fixing
そこで、本参考形態1では、上記制御部は、上記環境温度検知器からの温度検知信号に基づいて環境温度が所定の値より高い時(例えば30℃以上である時)には、通紙時には切替装置41を補助電源装置38が充電器40側に接続されたままとなるように制御し、電源オン時または上記復帰時には切替装置41を補助電源装置38が補助発熱体5側に接続されるように制御する。
Therefore, in the first embodiment , when the environmental temperature is higher than a predetermined value (for example, 30 ° C. or higher) based on the temperature detection signal from the environmental temperature detector, the control unit is configured to pass the paper. The switching
逆に環境温度が所定の値より低い(例えば10℃もしくはそれ以下である)時には、通紙時における加熱部1の温度落込み量が大きいため、立ち上がり時ではなく通紙時に補助電源装置38の電力を使用することにより、図12に示すように加熱部温度が定着下限温度以下になることを防ぐことができ、生産性低下を回避することができる。
On the other hand, when the environmental temperature is lower than a predetermined value (for example, 10 ° C. or lower), the amount of temperature drop of the
そこで、本参考形態1では、上記制御部は、上記環境温度検知器からの温度検知信号に基づいて環境温度が所定の値より低い場合(例えば10℃以下の温度である場合)は、温度検知器6からの温度検知信号に基づいて、主電源装置37がオンされた電源オン時あるいは待機状態から定着装置36が定着可能温度になるまでの復帰時には、切替装置41を補助電源装置38が充電器40側に接続されたままとなるように制御して補助電源装置38の補助電力を使用しないようにする。さらに、上記制御部は、上記環境温度検知手段からの温度検知信号に基づいて環境温度が低い場合(例えば10℃もしくはそれ以下の温度である場合)は、電源オン時以降もしくは上記復帰時以降の定着装置36の通紙時には、切替装置41を補助電源装置38が補助発熱体5側に接続されたままとなるように制御する。
Therefore, in the first embodiment , the control unit detects the temperature when the environmental temperature is lower than a predetermined value based on the temperature detection signal from the environmental temperature detector (for example, when the temperature is 10 ° C. or lower). Based on the temperature detection signal from the device 6, the
また、上記制御部は、上記環境温度検知手段からの温度検知信号に基づいて環境温度が上記高い温度(例えば30℃以上)と上記低い温度(例えば10℃以下)との中間の中間値(20℃を含む中間値)である場合には、連続通紙時に、生産性低下を回避できる所定の最小電力を補助電源装置38から補助発熱体5へ供給するように切替装置41を制御し、補助電源装置38の残りの電力(連続通紙時に放電した後の残りの電力)は電源オン時または待機状態から定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度へ復帰する復帰時に補助電源装置38から補助発熱体5へ供給するように切替装置41を制御し、定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度になるまでの時間の短縮を図る(図11及び図12参照)。
In addition, the control unit, based on a temperature detection signal from the environmental temperature detection means, an intermediate value (20) between the high temperature (for example, 30 ° C. or more) and the low temperature (for example, 10 ° C. or less). (Intermediate value including ° C.), the switching
このように、本参考形態1では、環境温度に応じて補助電源装置38に蓄えられた電力を定着装置36の立ち上がり時(電源オン時または上記復帰時)と連続通紙時とで使い分け、かつ、補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途及び割合を図13に示すように決める(定着装置36の立ち上がり時(電源オン時または上記復帰時)と連続通紙時とで補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途及び割合を上記のように決める)ことにより、補助電源装置に蓄えられた電力を効果的に利用することができ、主電源オンによる立ち上がり時間や、待機状態(スリープモードや省電力モードなど)から定着可能温度まで復帰する復帰時間を短縮でき、連続通紙時に生産性を低下させることなく定着品質を満足させることができる。
As described above, in the first embodiment , the electric power stored in the
本発明の参考形態2では、上記実施形態1において、補助電源装置38の電圧値を検知する図示しない補助電圧検知手段としての補助電圧検知器が設けられて上記電圧検知手段が省略され、上記制御手段は、入力電圧値(商用電源から主電源装置37への入力電圧値)に応じて切替装置41を制御して補助電源装置38に蓄えられた電力の使用を制御する代りに、上記補助電圧検知器からの補助電圧検知信号に基づいて補助電源装置38の電圧値に応じて切替装置41を制御して補助電源装置38に蓄えられた電力の使用を制御する。
In Reference Embodiment 2 of the present invention, in the
図14、16は本参考形態2における補助電源装置38の電圧値の違いによる時間と加熱部温度(定着ローラ1の表面温度)との関係を示した概略図である。図14、図16中の数値(45V、35V、25V)は参考値である。図16は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が有る場合の定着装置37の立ち上がり時における補助電源装置38の電圧値の違いによる時間と加熱部温度との関係を示し、図14は補助電源装置38から発熱体9への電力供給が有る場合の連続通紙時における補助電源装置38の電圧値の違いによる時間と加熱部温度との関係を示す。
Figure 14 and 16 is a schematic diagram showing the relationship between time due to the difference of the voltage value of the
本参考形態2では、上記制御部は、上記補助電圧検知器からの電圧検知信号に基づいて補助電源装置38の電圧値が所定の電圧値より高い時(例えば45V以上である時)には、通紙時には切替装置41を補助電源装置38が充電器40側に接続されたままとなるように制御し、電源オン時または上記復帰時には切替装置41を補助電源装置38が補助発熱体5側に接続されるように制御する。
In the second embodiment , when the voltage value of the auxiliary
逆に補助電源装置38の電圧値が低い(例えば25V以下である)時には、通紙時における加熱部1の温度落込み量が大きいため、立ち上がり時ではなく通紙時に補助電源装置38の電力を使用することにより、図14に示すように加熱部温度が定着下限温度以下になることを防ぐことができ、生産性低下を回避することができる。
Conversely, when the voltage value of the
そこで、本参考形態2では、上記制御部は、上記補助電圧検知器からの電圧検知信号に基づいて補助電源装置38の電圧値が所定の電圧値より低い場合(例えば25V以下の場合)は、主電源装置37がオンされた電源オン時あるいは待機状態から定着装置36が定着可能温度になるまでの復帰時には、切替装置41を補助電源装置38が充電器40側に接続されたままとなるように制御して補助電源装置38の補助電力を使用しないようにする。そして、上記制御部は、上記補助電圧検知器からの電圧検知信号に基づいて補助電源装置38の電圧値が所定の電圧値より低い場合(例えば25V以下の場合)には、電源オン時以降もしくは上記復帰時以降の定着装置36の通紙時には、切替装置41を補助電源装置38が補助発熱体5側に接続されたままとなるように制御する。
So, in this reference form 2 , the said control part is based on the voltage detection signal from the said auxiliary voltage detector, and when the voltage value of the auxiliary
また、上記制御部は、上記補助電圧検知器からの電圧検知信号に基づいて補助電源装置38の電圧値が上記高い値(例えば45V以上)と上記低い値(例えば25V以下)との中間の中間値(35Vを含む中間値)である場合には、連続通紙時に、生産性低下を回避できる所定の最小電力を補助電源装置38から補助発熱体5へ供給するように切替装置41を制御し、補助電源装置38の残りの電力(連続通紙時に放電した後の残りの電力)は電源オン時または待機状態から定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度へ復帰する復帰時に補助電源装置38から補助発熱体5へ供給するように切替装置41を制御し、定着装置36の温度(定着ローラ1の表面温度)が定着可能温度になるまでの時間の短縮を図る(図16及び図14参照)。
Further, the control unit is configured such that the voltage value of the
このように、本参考形態2では、補助電源装置38の電圧値に応じて補助電源装置38に蓄えられた電力を定着装置36の立ち上がり時(電源オン時または上記復帰時)と連続通紙時とで使い分け、かつ、補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途及び割合を図18に示すように決める(定着装置36の立ち上がり時(電源オン時または上記復帰時)と連続通紙時とで補助電源装置38に蓄えられた電力の使用用途及び割合を上記のように決める)ことにより、補助電源装置に蓄えられた電力を効果的に利用することができ、主電源オンによる立ち上がり時間や、待機状態(スリープモードや省電力モードなど)から定着可能温度まで復帰する復帰時間を短縮でき、連続通紙時に生産性を低下させることなく定着品質を満足させることができる。なお、上記補助電源装置38の電圧値は補助電源装置38の電力値としてもよい。
As described above, in the second embodiment , the electric power stored in the auxiliary
以上のように、上記実施形態1及び参考形態1,2によれば、補助電源装置に蓄えられた電力を定着装置(加熱装置)の立ち上がり時、通紙時といった用途に応じて必要量だけ供給することで、定着装置(加熱装置)の昇温時間の短縮及び生産性低下の回避という両者を同時に満足することができる。 As described above, according to the first embodiment and the first and second embodiments , the necessary amount of power stored in the auxiliary power supply device is supplied according to the usage such as when the fixing device (heating device) is started up or when the paper is passed. By doing so, both the shortening of the temperature raising time of the fixing device (heating device) and the avoidance of the decrease in productivity can be satisfied at the same time.
1 定着ローラ
2 加圧ローラ
4 主発熱体
5 補助発熱体
6 温度検知器
9 発熱体
37 主電源装置
38 補助電源装置
39 主制御手段としてのスイッチ
40 充電器
41 充放電切替手段としての切替装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電力供給により発熱する発熱体と、前記発熱体により加熱される定着部材と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材とを有する定着装置と、前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備える画像形成装置において、
商用電源から前記主電源装置への入力電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記電圧検知手段が検知した電圧値が所定の電圧値V1以上の場合には、
前記主電源装置がオンされた電源オン時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給することを特徴とする画像形成装置。 A fixing device that receives power supply from at least one of a main power supply and an auxiliary power supply,
A fixing device having a heating element that generates heat by the power supply, a fixing member that is heated by the heating element, and a pressure member that forms a nip with the fixing member, and a power storage device that can be charged and discharged by the auxiliary power supply In an image forming apparatus comprising:
When voltage detection means for detecting an input voltage from a commercial power supply to the main power supply device is provided, and the voltage value detected by the voltage detection means is equal to or higher than a predetermined voltage value V1,
An image forming apparatus, wherein the power stored in the auxiliary power supply is supplied to the fixing device when the main power supply is turned on.
前記電力供給により発熱する発熱体と、前記発熱体により加熱される定着部材と、前記定着部材とニップを形成する加圧部材とを有する定着装置と、前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備える画像形成装置において、
商用電源から前記主電源装置への入力電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記電圧検知手段が検知した電圧値が所定の電圧値V1以上の場合には、
待機状態から定着可能温度への復帰時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給することを特徴とする画像形成装置。 A fixing device that receives power supply from at least one of a main power supply and an auxiliary power supply,
A fixing device having a heating element that generates heat by the power supply, a fixing member that is heated by the heating element, and a pressure member that forms a nip with the fixing member, and a power storage device that can be charged and discharged by the auxiliary power supply In an image forming apparatus comprising:
When voltage detection means for detecting an input voltage from a commercial power supply to the main power supply device is provided, and the voltage value detected by the voltage detection means is equal to or higher than a predetermined voltage value V1,
An image forming apparatus that supplies power stored in the auxiliary power supply to the fixing device when returning from a standby state to a fixable temperature.
前記電圧検知手段が検知した電圧値が前記所定の電圧値V1以上の場合には、通紙時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給しないことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
When the voltage value detected by the voltage detection means is equal to or greater than the predetermined voltage value V1, the power stored in the auxiliary power supply device is not supplied to the fixing device when the paper is passed. apparatus.
前記電圧検知手段が検知した電圧値が、前記所定の電圧値V1よりも低く、かつ、前記所定の電圧値V1よりも低い所定の電圧値V2以上の場合には、
前記主電源装置がオンされた電源オン時及び通紙時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 .
When the voltage value detected by the voltage detecting means is lower than the predetermined voltage value V1 and not less than a predetermined voltage value V2 lower than the predetermined voltage value V1,
An image forming apparatus, wherein the power stored in the auxiliary power supply device is supplied to the fixing device when the main power supply device is turned on and when paper is passed.
前記電圧検知手段が検知した電圧値が、前記所定の電圧値V1よりも低く、かつ、前記所定の電圧値V1よりも低い所定の電圧値V2以上の場合には、
待機状態から定着可能温度への復帰時及び通紙時において、前記補助電源装置に蓄えられた電力を前記定着装置に供給することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 .
When the voltage value detected by the voltage detecting means is lower than the predetermined voltage value V1 and not less than a predetermined voltage value V2 lower than the predetermined voltage value V1,
An image forming apparatus, wherein the power stored in the auxiliary power supply is supplied to the fixing device when returning from a standby state to a fixing possible temperature and when a sheet is passed.
前記発熱体がハロゲンヒータであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus, wherein the heating element is a halogen heater .
前記発熱体がセラミックヒータであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus, wherein the heating element is a ceramic heater .
前記発熱体が誘導加熱手段により発熱する発熱体であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus, wherein the heating element is a heating element that generates heat by induction heating means .
前記発熱体が単一の部材であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The image forming apparatus, wherein the heating element is a single member .
前記補助電源装置がキャパシタであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9,
Image type forming apparatus, wherein said auxiliary power supply is a capacitor.
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