JP4376955B2

JP4376955B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4376955B2
Application number: JP2008228789A
Authority: JP
Inventors: 啓正高木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2008311240A

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平１０−２８２８２１号公報特開平９−２３０７３９号公報特開２００３‐２９７５２６特開２０００‐３１５５６７特開２００２‐１７４９８８特開２００２‐１８４５５４

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。

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。

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。

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、充放電可能な蓄電装置を備える補助電源装置と、前記主電源装置と前記補助電源装置の少なくとも一方から供給される電力により発熱する発熱体を具備する定着装置と、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以下の場合には、立ち上げ時において、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せずに、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。

請求項２に係る発明は、主電源装置と、充放電可能な蓄電装置を備える補助電源装置と、前記主電源装置と前記補助電源装置の少なくとも一方から供給される電力により発熱する発熱体を具備する定着装置と、を備える画像形成装置において、環境温度を検知する環境温度検知手段を備え、前記環境温度検知手段が検知した温度が所定の温度以下の場合には、立ち上げ時において、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せずに、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。

請求項３に係る発明は、主電源装置と、充放電可能な蓄電装置を備える補助電源装置と、前記主電源装置と前記補助電源装置の少なくとも一方から供給される電力により発熱する発熱体を具備する定着装置と、を備える画像形成装置において、前記補助電源装置の電圧値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以下の場合には、立ち上げ時において、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せずに、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。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３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５に係る発明は、請求項１乃至３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６に係る発明は、請求項１乃至３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７に係る発明は、請求項１乃至６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８に係る発明は、請求項１乃至７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。）
本発明の実施形態２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。

図９〜１２は本実施形態２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。

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）。

そこで、本実施形態２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。

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。

そこで、本実施形態２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。

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）。

このように、本実施形態２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。

本発明の実施形態３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。

図１４、１６は本実施形態３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。

本実施形態３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。

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。

そこで、本実施形態３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。

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）。

このように、本実施形態３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。

以上のように、上記実施形態１〜３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。

本発明の実施形態１の定着装置における加熱装置の構成を示すブロック図である。同実施形態１を示す断面図である。同実施形態１の定着装置を示す断面図である。同実施形態１において補助電源装置から発熱体への電力供給が無い場合の定着装置の立ち上がり時における商用電源から主電源装置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である。同実施形態１において補助電源装置から発熱体への電力供給が無い場合の連続通紙時における商用電源から主電源装置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である。同実施形態１において補助電源装置から発熱体への電力供給が有る場合の定着装置の立ち上がり時における商用電源から主電源装置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図である。同実施形態１において補助電源装置から発熱体への電力供給が有る場合の連続通紙時における商用電源から主電源装置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である。同実施形態１の補助電源装置に蓄えられた電力の使用用途及び割合を示す図である。本発明の実施形態２において補助電源装置から発熱体への電力供給が無い場合の定着装置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す図である。同実施形態２において補助電源装置から発熱体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である。同実施形態２において補助電源装置から発熱体への電力供給が有る場合の定着装置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図である。同実施形態２において補助電源装置から発熱体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図である。同実施形態２の補助電源装置に蓄えられた電力の使用用途及び割合を示す図である。本発明の実施形態３の補助電源装置から発熱体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図である。同実施形態３の補助電源装置に蓄えられた電力の使用用途及び割合を示す図である。同実施形態３の補助電源装置から発熱体９への電力供給が有る場合の定着装置の立ち上がり時における補助電源装置の電圧値の違いによる時間と加熱部温度との関係を示図である。

符号の説明

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

Claims

主電源装置と、充放電可能な蓄電装置を備える補助電源装置と、前記主電源装置と前記補助電源装置の少なくとも一方から供給される電力により発熱する発熱体を具備する定着装置と、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以下の場合には、
立ち上げ時において、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せずに、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。
主電源装置と、充放電可能な蓄電装置を備える補助電源装置と、前記主電源装置と前記補助電源装置の少なくとも一方から供給される電力により発熱する発熱体を具備する定着装置と、を備える画像形成装置において、
環境温度を検知する環境温度検知手段を備え、
前記環境温度検知手段が検知した温度が所定の温度以下の場合には、
立ち上げ時において、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せずに、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。
主電源装置と、充放電可能な蓄電装置を備える補助電源装置と、前記主電源装置と前記補助電源装置の少なくとも一方から供給される電力により発熱する発熱体を具備する定着装置と、を備える画像形成装置において、
前記補助電源装置の電圧値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以下の場合には、立ち上げ時において、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せずに、
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。
請求項１乃至３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ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３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ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３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ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至６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ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至７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ことを特徴とする画像形成装置。