JP4470473B2 - Fixing device and image forming apparatus using the fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、キャパシタを備え、例えば各種材料や装置を加熱する加熱装置を用いた定着装置及びこの定着装置を用いた電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にこれら装置によるキャパシタ利用の効率化を図ったものに関する。 The present invention comprises a capacitor, for example, an electrophotographic copier using the fixing device and the fixing device using a heating equipment for heating various materials and devices, a printer, relates to an image forming apparatus such as a facsimile, in particular those The present invention relates to an improvement in the efficiency of capacitor utilization by the device.
複写機等の画像形成装置には、普通紙やOHP等の記録媒体上に画像を形成するが、画像形成の高速性や画像品質、コスト等から電子写真方式が多く採用されている。電子写真方式は、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方法である。定着方式としては、安全性等の面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、ハロゲンヒータ等の発熱部材により加熱する加熱ローラと、加熱ローラに対向配置する加圧ローラを圧接してニップ部と称される相互圧接部を形成し、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、加圧するもので、これによりトナーを記録媒体に定着させる。 In an image forming apparatus such as a copying machine, an image is formed on a recording medium such as plain paper or OHP, and an electrophotographic method is often employed because of high-speed image formation, image quality, cost, and the like. The electrophotographic method is a method in which a toner image is formed on a recording medium, and the formed toner image is fixed on the recording medium with heat and pressure. As the fixing method, the heat roller method is currently most frequently used from the viewpoint of safety and the like. In the heat roller method, a heat roller heated by a heat generating member such as a halogen heater and a pressure roller disposed opposite to the heat roller are pressed to form a mutual pressure contact portion called a nip portion, and a toner image is formed in the nip portion. Is heated and pressurized through the recording medium to which the toner has been transferred, thereby fixing the toner to the recording medium.
近年、環境問題が重要となり、複写機やプリンタ等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考えるに当たって無視できないのは、トナーを記録媒体に定着する定着装置の省電力である。そこで、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、待機時には加熱ローラの温度を定着温度よりやや低い一定の温度に保っておき、使用時に直ちに使用可能温度まで立ち上げ、使用者が定着ローラの昇温を待つことがないようにする方式が多く採用されている。この方式の場合、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おかなければならず、それによって余分なエネルギを消費するようになっている。この待機時の消費エネルギは、画像形成装置を構成する機器の消費エネルギの約7割から8割に該当すると言われている。 In recent years, environmental problems have become important, and energy saving is also progressing in image forming apparatuses such as copying machines and printers. In considering the energy saving of this image forming apparatus, what cannot be ignored is the power saving of the fixing device for fixing the toner to the recording medium. Therefore, to reduce the power consumption of the fixing device during standby of the image forming apparatus, the temperature of the heating roller is kept at a constant temperature slightly lower than the fixing temperature during standby, and immediately rises to a usable temperature during use. Many methods are employed so that the user does not wait for the temperature of the fixing roller to rise. In the case of this method, a certain amount of power must be supplied even when the fixing device is not used, thereby consuming extra energy. This standby energy consumption is said to correspond to approximately 70% to 80% of the energy consumption of the devices constituting the image forming apparatus.
したがって、待機時の消費エネルギを削減し、より省電力化を図ることが望まれるようになってきており、未使用時には電力供給をゼロにすることが求められている。しかしながら、待機時にエネルギ消費をゼロにすると、定着装置の加熱ローラは鉄やアルミ等の金属ローラを主に使用していて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という長い加熱時間が必要になる。このような待ち時間は、使用者の使い勝手を悪化させてしまうので、消費電力が極力小さく、その一方で待機状態からの立ち上がりが速い加熱方式が望まれている。 Accordingly, it has been desired to reduce energy consumption during standby and to further save power, and there is a demand for zero power supply when not in use. However, if energy consumption is reduced to zero during standby, the heating roller of the fixing device mainly uses a metal roller such as iron or aluminum and has a large heat capacity, so that the temperature rises to a usable temperature of about 180 ° C. Requires a long heating time of several minutes to several tens of minutes. Such a waiting time deteriorates the usability of the user, so that a heating method that consumes as little power as possible while rapidly rising from the standby state is desired.
加熱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良いことは明らかであり、実際に、プリント速度が速い高速機と称される画像形成装置には、電源電圧を200Vにして対応しているものも多い。しかしながら、日本国内の一般的なオフィスでは、商用電源は100V、15Aであり、200Vに対応させるには設置場所の電源関連設備に特別な工事を施す必要があり、200Vへの対応化はあまり一般的な解決法とはいえない。 In order to shorten the heating time of the heating roller, it is clear that it is better to increase the input energy per unit time, that is, the rated power. In fact, in an image forming apparatus called a high-speed machine with a high printing speed, In many cases, the power supply voltage is 200V. However, in general offices in Japan, the commercial power supply is 100V, 15A, and it is necessary to carry out special work on the power-related equipment at the installation site in order to make it compatible with 200V. It's not an ideal solution.
すなわち、100V、15Aの商用電源を使用するかぎり、加熱ローラを短時間で昇温させようとしても、最大投入エネルギが電源により決まってしまうので、これを改善するために、定着装置が待機状態になったときに一定レベルだけ低い電圧を加熱ローラに供給して定着装置の温度が下がることを遅らせたり(例えば特許文献1参照)、定着装置の待機時に補助電源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立ち上がり時間を短縮するようにしたり(例えば特許文献2参照)している。 That is, as long as a commercial power supply of 100 V and 15 A is used, the maximum input energy is determined by the power supply even when the temperature of the heating roller is to be raised in a short time. When the temperature of the fixing device becomes low, a voltage lower by a certain level is supplied to the heating roller to delay the temperature of the fixing device from dropping (for example, refer to Patent Document 1), or the secondary battery as an auxiliary power source is charged during standby of the fixing device, When the fixing device is started up, power is supplied from the main power supply device and the secondary battery or the primary battery to shorten the rising time (see, for example, Patent Document 2).
しかし、特許文献1に示された技術は、待機時においても定着装置に一定レベルだけ低い電圧を供給しているため、十分な省電力とはいえないものとなっている。また、立ち上げ時の最大供給電力を主電源装置から供給する電力より高めることを主にしたものではない。一方、特許文献2に示された定着装置は、立ち上げ時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おり、二次電源としては一般に鉛蓄電池、ニカド電池、ニッケル水素電池を使用している。このような二次電池は、充放電を繰り返すと容量が劣化して低下していき、大電流で放電するほど寿命が短いという性質を持つ。またメモリ効果による容量低下という現象もある。一般的に大電流で長寿命とされているものでも、充放電の繰り返し回数は約500〜1000回程度であり、一日に20回の充放電を繰り返すと一ヶ月程度で電池の寿命が来てしまうことになる。したがって電池の交換頻度が多くなり、そのぶん手間がかかり、交換する電池代等のランニングコストもかさむ。さらに鉛蓄電池では電解液に液体の硫酸を使用する等、オフィス用機器としては好ましくない点もある。
However, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 is not sufficient power saving because it supplies a low voltage to the fixing device by a certain level even during standby. Moreover, the maximum supply power at the time of start-up is not mainly intended to be higher than the power supplied from the main power supply device. On the other hand, the fixing device disclosed in
また、大電力の供給を開始したり停止したりする際の急激な電流変化や突入電力等により加熱ローラが内蔵している加熱用回路への負荷が増大するとともに、周辺回路にも投入電流が流れてノイズが発生するという問題もある。このため、大容量の補助電源からの電力供給を頻繁にオン、オフさせることは好ましくない。また、大容量の電力を一度に供給すると供給過剰になり、加熱用回路の温度が上昇しすぎる可能性もある。 In addition, the load on the heating circuit built in the heating roller increases due to a sudden current change or inrush power when starting or stopping the supply of large power, and input current is also applied to the peripheral circuits. There is also a problem that noise flows and flows. For this reason, it is not preferable to frequently turn on and off the power supply from the large-capacity auxiliary power supply. In addition, if a large amount of power is supplied at once, there is a possibility that the supply will be excessive and the temperature of the heating circuit will rise too much.
このような点を改善し、省電力効果を高めるとともに、大電力を供給する際の突入電流や急激な電流変化によるノイズを低減させ、かつ立ち上がり時間を短縮し、温度が上がりすぎることを防止することができる定着装置として、補助電源装置に充放電可能なキャパシタを使用し、充電器は主電源装置から供給される電力で補助電源装置のキャパシタを充電し、切替装置は補助電源装置の充電と補助電源装置からの補助発熱体に対する電力供給を切り替え、補助電源装置から補助発熱体に供給する電力量を調整する装置が提案されている(例えば特許文献3参照)。キャパシタの基本機能としては、キャパシタから供給する電力によって補助ヒータを発熱させ、この熱を用いて加熱ローラが所定温度まで立ち上る時間を短縮すること、及び通紙時の定着温度の低下を防止することである。
ところで上述のように、温度低下防止のためにキャパシタを使用する構成の場合、キャパシタを使用しなくても温度の落込みが無いか小さいと判断できる場合には、装置寿命や充電時間の短縮等を考慮すれば極力キャパシタの使用を控えることが好ましいことはもちろんである。 By the way, as described above, in the case of using a capacitor to prevent a temperature drop, if it can be determined that the temperature does not drop or is small even without using a capacitor, the life of the apparatus, shortening the charging time, etc. Of course, it is preferable to refrain from using capacitors as much as possible.
本発明は、キャパシタ利用の効率化を図ることによって上記従来の問題点を解決できる、加熱装置を用いた定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention can solve the above problems by improving the efficiency of the capacitors use, and an object thereof is to provide an image forming apparatus using the fixing device and the fixing device using a heating equipment.
本発明の請求項1に係る定着装置は、主電源装置、補助電源装置及び発熱体を有する加熱部とを備え、
前記主電源装置や前記補助電源装置から前記加熱部へ供給する電力により前記加熱部が備える発熱体を発熱させる定着装置であって、
前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備え、
該定着装置の状況に関わる情報を検知する情報検知手段を有し、
該情報検知手段で得た検知情報に応じて前記補助電源装置から前記加熱部の前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を変更可能な給電量可変手段を有し、
前記情報が前記主電源装置の前記加熱部への供給電力量であり、前記情報検知手段として該主電源装置の前記加熱部への供給電力量を検出する給電量検出手段を備え、
前記主電源装置の前記加熱部への給電量検出値の変化に応じて、前記加熱部の温度低下を防止するために必要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を増加供給可能とし、前記加熱部の温度低下を防止するために不要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を低減可能とし、
前記給電量検出手段が、前記主電源装置の前記加熱部への給電量検出値の変化に応じて、前記蓄電装置から前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を可変させる定着装置において、
前記給電量検出手段は、
前記蓄電装置を使用しなくても通紙時の定着温度が落ち込まないと判断できる場合は、該蓄電装置の使用を極力抑え、前記主電源装置による前記加熱部への給電とそれによる前記加熱部の動作と、前記補助電源装置による前記発熱体への給電とそれによる該発熱体の動作を連携させるために、前記発熱体がフルに発熱している状況ではなく前記主電源装置の所定時間あたりの前記加熱部への供給電力量が所定の値より小さい場合に、前記加熱部の温度低下における温度の落込みに余裕が有ると判断し、前記蓄電装置から前記発熱体への前記所定時間あたりの供給電力量を低減させる、
ことを特徴とする。
A fixing device according to claim 1 of the present invention includes a main power supply device, an auxiliary power supply device, and a heating unit having a heating element,
A fixing device that generates heat from a heating element included in the heating unit by power supplied from the main power supply device or the auxiliary power supply device to the heating unit;
The auxiliary power supply device includes a chargeable / dischargeable power storage device,
Having information detection means for detecting information relating to the status of the fixing device;
According to the detection information obtained by the information detection means, the power supply amount variable means capable of changing the power supply amount per predetermined time from the auxiliary power supply to the heating element of the heating unit,
The information is an amount of power supplied to the heating unit of the main power supply device, and includes, as the information detection unit, power supply amount detection means for detecting the amount of power supplied to the heating unit of the main power supply device,
When necessary to prevent a decrease in temperature of the heating unit in accordance with a change in the detected amount of power supplied to the heating unit of the main power supply device, power is supplied from the power storage device to the heating element of the heating unit. When it is unnecessary to prevent an increase in temperature of the heating unit and to prevent a decrease in temperature of the heating unit, power can be reduced from the power storage device to the heating element of the heating unit,
In the fixing device, wherein the power supply amount detecting unit varies a power supply amount per predetermined time from the power storage device to the heating element according to a change in a power supply amount detection value to the heating unit of the main power supply device.
The power supply amount detection means includes:
Wherein when the fixing temperature during the sheet passing without using the power storage device can be determined not depress the minimizing the use of power storage devices, the heating unit feed and by its to the heating unit by the main power unit predetermined operation and, in order to link the power supply and operation of the heat generating body according to it to the heating element by the auxiliary power unit, of the heating element is the main power supply rather than the situation with fever full When the amount of power supplied to the heating unit per hour is smaller than a predetermined value, it is determined that there is a margin for the temperature drop in the temperature reduction of the heating unit, and the predetermined power from the power storage device to the heating element is determined. Reduce the amount of power supplied per hour,
It is characterized by that.
請求項2に係るものは、請求項1の定着装置において、
前記発熱体が、前記主電源装置からの電力供給により発熱する主発熱体と、前記蓄電装置からの電力供給により発熱する補助発熱体とからなり、前記主電源装置の所定時間あたりの前記主発熱体への供給電力量が所定の値より小さい場合に、前記給電量可変手段が、前記蓄電装置から前記補助発熱体への所定時間あたりの供給電力量を低減させることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device of the first aspect,
The heating element includes a main heating element that generates heat when power is supplied from the main power supply device and an auxiliary heating element that generates heat when power is supplied from the power storage device, and the main heat generation per predetermined time of the main power supply device. when power supplied to the body is smaller than a predetermined value, the power supply amount variable means, characterized in that to reduce the amount of power supplied per predetermined time to the auxiliary heat generating element from said power storage device.
請求項3に係るものは、主電源装置、補助電源装置及び発熱体を有する加熱部とを備え、
前記主電源装置や前記補助電源装置から供給する電力により前記加熱部が備える発熱体を発熱させる定着装置であって、
前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備え、
該定着装置の状況に関わる情報を検知する情報検知手段を有し、
該情報検知手段で得た検知情報に応じて前記補助電源装置から前記加熱部の前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を変更可能な給電量可変手段を有し、
前記情報が前記主電源装置の電圧値であり、前記情報検知手段として該主電源装置の電圧値を検出する電圧検出手段を備え、
前記主電源装置の電圧値の変化に応じて、前記加熱部の温度低下を防止するために必要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を増加供給可能とし、前記加熱部の温度低下を防止するために不要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を低減可能とし、
前記電圧検出手段が、前記主電源装置の電圧検出値の変化に応じて、前記蓄電装置から前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を可変させる定着装置において、
前記電圧検出手段は、
前記蓄電装置を使用しなくても通紙時の温度落ち込みが無いと判断できる場合は該蓄電装置の使用を極力抑え、前記主電源装置による前記加熱部への給電とそれによる前記加熱部の動作と、前記補助電源装置による前記発熱体への給電とそれによる該発熱体の動作を連携させるために、前記発熱体がフルに発熱している状況ではなく前記主電源装置の電圧値が所定の値より小さい場合に、前記加熱部の温度低下における温度の落込みに余裕が有ると判断し、前記蓄電装置からの前記所定時間あたりの供給電力量を低減させる、
ことを特徴とする。
A device according to
A fixing device that generates heat from a heating element included in the heating unit using electric power supplied from the main power supply device or the auxiliary power supply device;
The auxiliary power supply device includes a chargeable / dischargeable power storage device,
Having information detection means for detecting information relating to the status of the fixing device;
According to the detection information obtained by the information detection means, the power supply amount variable means capable of changing the power supply amount per predetermined time from the auxiliary power supply to the heating element of the heating unit,
The information is a voltage value of the main power supply device, and the information detection means includes a voltage detection means for detecting the voltage value of the main power supply device,
When necessary to prevent a temperature drop of the heating unit according to a change in the voltage value of the main power supply device, it is possible to increase power supply from the power storage device to the heating element of the heating unit, and When it is not necessary to prevent a temperature drop of the part, power can be reduced from the power storage device to the heating element of the heating part,
In the fixing device, wherein the voltage detection unit varies the amount of power supplied per predetermined time from the power storage device to the heating element according to a change in a voltage detection value of the main power supply device.
The voltage detection means includes
When it can be determined that there is no temperature drop during paper feeding without using the power storage device, the use of the power storage device is suppressed as much as possible, the power supply to the heating unit by the main power supply device and the operation of the heating unit thereby If, in order to cooperate with feeding and operation of the same according to the heat generating body to the heating element by the auxiliary power unit, the voltage value of the heating element is the main power supply rather than the situation with fever full Is less than a predetermined value, it is determined that there is a margin in the temperature drop in the temperature reduction of the heating unit, and the amount of power supplied per predetermined time from the power storage device is reduced,
It is characterized by that.
請求項4に係るものは、請求項3の定着装置において、
前記発熱体が、前記主電源装置からの電力供給により発熱する主発熱体と、前記蓄電装置からの電力供給により発熱する補助発熱体とからなり、前記主電源装置の電圧値が所定の値より高い場合に、前記給電量可変手段が、前記蓄電装置から前記補助発熱体への所定時間あたりの供給電力量を低減させることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device of the third aspect,
The heating element includes a main heating element that generates heat when power is supplied from the main power supply device and an auxiliary heating element that generates heat when power is supplied from the power storage device, and the voltage value of the main power supply device is higher than a predetermined value. when high, the feeding amount variable means, characterized in that to reduce the amount of power supplied per predetermined time to the auxiliary heat generating element from said power storage device.
請求項5に係るものは、請求項1ないし4のいずれかの定着装置において、前記蓄電装置がキャパシタであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the power storage device is a capacitor.
請求項6に係るものは、請求項5の定着装置において、前記キャパシタが電気二重層コンデンサであることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device of the fifth aspect , the capacitor is an electric double layer capacitor.
請求項7に係るものは、請求項1ないし6のいずれかの定着装置において、加熱対象物が、上記加熱部により加熱される定着手段と摺接または近接通過する記録媒体であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, the object to be heated is a recording medium that is in sliding contact with or in close proximity to the fixing unit heated by the heating unit. To do.
請求項8に係る画像形成装置は、請求項1ないし7のいずれかの定着装置を備えることを特徴とする。
An image forming apparatus according to
本発明は、キャパシタの使用率を可変にして、使用量を低減させ得るようにすることにより、キャパシタの充電の効率化、最適化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the efficiency and optimization of the charging of the capacitor by making the usage rate of the capacitor variable so that the usage amount can be reduced.
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る電子写真方式の複写機やプリンタ装置等の画像形成装置を概念的に示す断面図である。本実施形態の画像形成装置は主に、原稿を読み取る読み取りユニット11、画像を形成する画像形成部12、自動原稿搬送装置(ADF)13、ADF13から送り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ないし18を備える給紙部19、記録用紙をスタックする排紙部(排紙トレイ20)により構成してある。
FIG. 1 is a cross-sectional view conceptually showing an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer according to the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment mainly includes a
そして、ADF13の原稿台21上に原稿Dをセットして図示せぬ操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、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、画像読み取りユニット11に固定されたコンタクトガラス24上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス24上に載置された原稿Dの画像は、画像形成部12とコンタクトガラス24の間に位置する読み取り装置25によって読み取る。読み取り装置25は、コンタクトガラス24上の原稿Dを照明する光源26、原稿画像を結像する光学系27、原稿画像を結像させるCCD等からなる光電変換素子28等を有している。画像読み取り終了後、原稿Dを搬送ベルト23の回転により矢印B2方向へ搬送して排紙トレイ14上へ排出する。このように、原稿Dを1枚ずつコンタクトガラス14上へ給送して原稿画像を画像読み取りユニット1によって読み取る。
Then, when the document D is set on the document table 21 of the
一方、画像形成部2の内部には、像担持体である感光体30が配置してある。感光体30は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置31によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット32からは、読み取り装置25によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Lを照射し、帯電させた感光体30の表面をこのレーザ光Lで露光し、これによって感光体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を通るとき、対向する転写装置34によって感光体30と転写装置34の間に給送された記録媒体Pに転写する。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によって清掃する。
On the other hand, a
画像形成部2の下部に配置した複数の給紙カセット15ないし18には、紙等の記録媒体Pを収容してあり、いずれかの給紙カセット15ないし18から記録媒体Pを矢印B3方向へ送り出し、その記録媒体Pの表面に、上述のように感光体30の表面に形成したトナー像を転写する。次に、記録媒体Pを矢印B4で示すように画像形成部2内の定着装置36を通し、熱と圧力の作用によって記録媒体Pの表面に転写されたトナー像を定着させる。定着装置36を通った記録媒体Pを排出ローラ対37によって搬送し、矢印B5で示すように排紙トレイ20へ排出し、スタックする。
A plurality of
図2は、記録媒体Pに転写されたトナー像を加熱、加圧して記録媒体に固着させる定着装置36の一例を示す断面図、図3は定着装置36が備える本発明に係る加熱装置の一実施形態の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a fixing
図示の定着装置36は、定着ローラ40と加圧ローラ41を有し、定着ローラ40には、例えばハロゲンヒータからなる主発熱体2aと補助発熱体2bからなる加熱部2を内蔵し、定着ローラ40と加圧ローラ41とで、トナーTが載った記録媒体Pを通過させて加圧、加熱するニップ部Nを形成している。
The illustrated
また本実施形態の加熱装置1は、加熱部2、主電源装置3、補助電源装置4、メインスイッチ5、充電器6、切替装置7及び制御手段8を有する。なお図3では主発熱体2aと補助発熱体2bからなる加熱部2を定着ローラ40の外側に位置させて描いてあるが、これは図示の都合によるものであり、両発熱体2a、2bは定着ローラ40内に設ける。
The heating device 1 of this embodiment includes a
加熱部2は、主電源装置3から供給される電力により発熱する主発熱体2aと、補助電源装置4から供給される電力により発熱する補助発熱体2bを有し、被加熱体である定着ローラ40を加熱するようになっている。主電源装置3は、詳細な図示は省略するが、加熱装置1を設置した画像形成装置内において商用電源から電源供給を受ける。主電源装置3は、例えばコンセント等から供給される電力を、加熱部2に応じた電圧に調整する等の機能を有するが、周知であるので詳細な図示及び説明は省略する。
The
補助電源装置4は、充放電可能なキャパシタCを有する。キャパシタCとしては、例えば定格2.5Vで400〜1000F程度の静電容量を備えるセルを15〜40個直列に接続し、所定の定格電圧と要領を得るモジュール構成が望ましい。定格2.5Vで400〜1000F程度の静電容量を備えるセルを15〜40個直列に接続し、所定の定格電圧と容量を得るモジュール構成が望ましい。さらに連続通紙時の定着温度低下防止用途には、例えば定格300〜600w程度のヒータを用いるために500〜700Fセルを18〜22個直列に接続しているものが適する。これは、1〜2分程度の給電には十分な容量を備えるとともに、制御系の暴走で高温状態から全蓄電電力を給電した際にも電圧の低下とともに電力が低減し、発火の危険性を低減できる程度の容量となるためである。また、電圧が50V程度と感電の危険がないことも適する理由である。また、立上時に電力を供給する用途には、例えば定格800〜1000wのヒータを補助電源装置に並列に接続して合計で1600〜2000w程度の電力を供給するため、500〜700Fセルを36〜44個直列に接続しているものが適する。これは、10秒程度の給電には十分な電力を供給する容量と電圧を備えるととともに、連続通紙時に移行した際にも片方のヒータだけを使用して定着温度の低下を防止できる容量を有するためである。実稼働状態では、定格電圧よりも低い電圧を充電目標電圧としているが、これは電圧回路のバラツキやキャパシタセルの耐久性などを考慮して信頼性を向上できるためである。また、100F程度のより低い静電容量のセルを並列に接続したモジュール構成としてもよいが、セル一つあたりに必用な電子回路を減らせると共にセルに不具合が発生した際に検知しやすいため全セルを直列に接続することが望ましい。上記構成をとるのは、電気二重層キャパシタ等のキャパシタは、二次電池とは異なり、化学反応を伴わないために優れた特徴を有するためである。
The
既に述べたように、二次電池として一般的なニッケル−カドミウム電池を用いた補助電源装置では、急速充電を行っても数十分から数時間という長い時間を要するが、キャパシタを用いた補助電源装置4では数分程度の急速な充電が可能であり、同一時間内で待機状態と加熱状態を繰り返した場合、キャパシタを用いた補助電源装置4を使用することにより、加熱立ち上げ時に確実に補助電源装置4から電力を供給することができ、加熱部2を短時間で所定の温度に立ち上げることができる。また、ニッケル−カドミウム電池は充放電の許容繰り返し回数が500回から1000回程度であるため、加熱用の補助電源としては寿命が短く、交換の手間やコストが問題となるが、電気二重層キャパシタを用いた補助電源装置4は充放電の許容繰り返し回数が数100万回以上であるとともに、充放電の繰り返しによる劣化も少なく、さらに、鉛蓄電池のように液交換や補充なども必要がないため、メンテナンスをほとんど必要とせず、長期間安定して使用することができる。
As described above, in the auxiliary power supply using a general nickel-cadmium battery as a secondary battery, it takes a long time of several tens of minutes to several hours even if rapid charging is performed. The
なお電気二重層キャパシタは、誘電体がなく、個体電極と溶液界面にできるイオンまたは溶媒分子の電荷が集中した電気二重層のイオン吸着層の吸、脱着反応(充、放電)を利用するもので、繰り返し充放電に強くて寿命が長く、メンテナンスの必要がなく、環境にやさしく、しかも他の種のバッテリに比べて充電時間が短く、充放電効率が高く、しかも電圧の検知により残電力がわかりやすい等の優れた特徴を有し、最近では静電容量が数万F、エネルギ密度が十数Wh/kgという大容量のものも開発され、一層の大容量化が図られつつある。 An electric double layer capacitor does not have a dielectric, and uses the absorption and desorption reactions (charging and discharging) of the ion adsorbing layer of the electric double layer in which the charge of ions or solvent molecules formed at the solid electrode and solution interface is concentrated. Resistant to repeated charging / discharging, long life, no maintenance required, environmentally friendly, shorter charging time compared to other types of batteries, high charging / discharging efficiency, and easy detection of remaining power through voltage detection Recently, a large-capacity capacitor having an electrostatic capacity of tens of thousands of F and an energy density of several tens of Wh / kg has been developed, and the capacity is being further increased.
メインスイッチ5は、主電源装置3から主発熱体2aに供給する電力をオン/オフするものであり、充電器6は、主電源装置3から供給される電力で補助電源装置4に応じた電圧に調整しかつ交流から直流へ整流する等の機能を有し、キャパシタCを充電する。また切替装置7は、補助電源装置4の充電と補助電源装置4からの補助発熱体2bに対する電力供給を切りえ替るものである。
The
制御手段8は、スイッチ9とCPU10を有し、予め設定された後述する条件で補助電源装置4から補助発熱体2bに供給する電力をオン/オフ等させる制御を行う。ただし、図示の制御手段8の構成は、加熱部2の制御を行う部分だけを示す単なる一例であって、画像形成装置全体の制御を行う装置で兼用する等の種々の構成を採用できる。また補助電源装置4に対する制御のための接続形態等も図示の例に限定されない。例えば切替装置7を切り替えてオン/オフ等の制御を行う構成等々種々の形態を採用できる。
The control means 8 has a
このような加熱装置1の基本的な動作を説明する。まず待機時には、切替装置7を切り替えて補助電源装置4に充電器6を接続し、補助電源装置4のキャパシタCを充電しておく。この状態で加熱装置1で加熱部2を加熱するときは、メインスイッチ5をオンにして主電源装置3から主発熱体2aに電力を供給し、同時に切替装置7を切り替えて補助電源装置4から補助発熱体2bに電力を供給し、加熱部2に大容量の電力を供給する。このように加熱部2の加熱を開始するときに、主電源装置3と補助電源装置4の両方から大容量の電力を加熱部2に供給するから、加熱部2を短時間で所定の温度に立ち上げることができる。
The basic operation of such a heating device 1 will be described. First, at the time of standby, the switching device 7 is switched and the
また、補助電源装置4で加熱部2の補助発熱体2bに電力を供給して加熱を開始してから予め定めた所定の時間が経過したときに、制御手段8は補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断して加熱部2の過熱を防止して所定の温度に維持する。補助電源装置4から補助発熱体2bに供給する電力は、供給を開始してから時間が経過するにつれて低減する。この供給電力の低減量に応じて、補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断する時間を定め、供給電力がある程度低減したときに補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断すると、大電力を供給している状態で遮断するときに発生する周囲回路の各部品の劣化や電磁ノイズを防止することができる。
Further, when a predetermined time elapses after the
このような構成の定着装置36に送られたトナー像Tが転写された記録媒体Pは、定着ローラ40と加圧ローラ41の間に搬送され、一定温度に加熱された定着ローラ40によりトナーTを加熱溶融し、記録媒体Pにトナー像として定着させる。そのため定着ローラ40の加熱部2が有する主発熱体2aと補助発熱体2bには主電源装置3と補助電源装置4から電力を供給し、それにより定着ローラ40の温度を上昇させ、かつ補助電源装置4から供給する電力をオン/オフ制御することにより、定着ローラ40の温度が高くなりすぎることを防止して、定着温度を一定温度あるいは所望の温度に保ち、または所要の温度変化を示すように制御することにより、トナーTを安定して加熱溶融させ、良質なトナー像Tを記録媒体Pに定着させる。また、定着ローラ40に内蔵した加熱部2の主発熱体2aと補助発熱体2bに主電源装置3と補助電源装置4から電力を供給して定着ローラ40の温度を上昇させるので、定着ローラ40の表面温度を所定の定着温度まで迅速に上昇させることができるようになっている。
The recording medium P to which the toner image T sent to the fixing
図4は上記のように構成した画像形成装置の使用電力の変化を示す図(A)とキャパシタCの電圧変化を示す図(B)及び(C)である。待機時にあまり電力を消費していない状態から、画像形成の開始とともに使用電力は上限値まで増大し、画像形成時は上限値から少し少なくなり、その後に待機時の状態へと戻る。一般的には、画像形成時に電力的に余裕がある(図4中にXで示す)ことを利用して補助電源装置4のキャパシタCを充電している。キャパシタCの出力電圧は、待機時に最高値を示し、立ち上げ時に定着ローラ40の加熱のために電力を供給することによって下がり、画像形成時に充電を受けることによって待機時の状態へと復帰する。
FIG. 4A is a diagram illustrating a change in power consumption of the image forming apparatus configured as described above, and FIG. 4B is a diagram illustrating a voltage change of the capacitor C. From the state in which less power is consumed during standby, the power consumption increases to the upper limit with the start of image formation, decreases slightly from the upper limit during image formation, and then returns to the standby state. In general, the capacitor C of the auxiliary
図4(B)において、実線で示すのは画像形成中に充電した場合、一点鎖線で示すのは画像形成直後に充電した場合である。一般的には画像形成直後に充電するが、これは、直前の画像形成を終えた直後に画像形成を行うときにキャパシタCの充電が完了していないとcpm(コピー速度)の低下や充電待ち時間が発生し、画像形成装置全体としての機能が低下するためである。すなわち、補助電源装置4から補助発熱体2bに供給している電力を遮断したとき、補助電源装置4には十分に充電されていない状態となる。そこで加熱部2の温度が安定して比較的電力を消費しないときに、切替装置7を充電器6側に切り替えて補助電源装置4に充電器6を接続して主電源装置3から供給される電力で補助電源装置4を充電しておく。そして加熱部2に再度多量の電力を供給する必要があるとき、主電源装置3とともに補助電源装置4から電力を供給して加熱部2に多量のエネルギを供給する。さらに図4(C)は、連続通紙中の電力供給が不足して定着ローラ温度が低下するのを防ぐ用途にキャパシタCを使用した場合である。一般的には立上直後には装置全体が冷えているため電力が不足しやすいため、連続通紙中にキャパシタCからの給電を行う。これにより、連続通紙中に定着ローラ温度が回復するまでのcpmダウンや停止などの生産性低下を防ぐことが可能となる。
In FIG. 4B, the solid line indicates charging when image formation is performed, and the alternate long and short dash line indicates charging immediately after image formation. Generally, charging is performed immediately after image formation. This is because, when image formation is performed immediately after the previous image formation is completed, if charging of the capacitor C is not completed, cpm (copy speed) decreases or charging waits. This is because time is generated and the function of the entire image forming apparatus is deteriorated. That is, when the power supplied from the
図5は、定着ローラ40の温度変化を示す図である。待機時には低温で、立ち上げ時には上述のような両発熱体2a、2bの発熱によって所定の定着温度(図では180℃)まで上昇し、画像形成中はほぼ定着温度に保たれ、画像形成動作の終了とともに徐々に低下していくという過程をとる。このとき、定着ローラ40の温度は環境条件によって室温(画像形成装置を設置した場所の温度)または画像形成装置内温度にまで低下する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a temperature change of the fixing
ところで、上述のような構成でキャパシタCを利用する場合、PID制御等を使用して加熱装置1の動作を制御、すなわち主電源装置3と補助電源装置4の駆動制御をすることが多いが、制御の態様によっては、定着ローラ40の加熱を主として補助発熱体2bが担ってしまう状態が生じることがある。
By the way, when the capacitor C is used in the configuration as described above, the operation of the heating device 1 is controlled using PID control or the like, that is, the drive control of the main
例えば図6に示すように、主電源装置3による主発熱体2aへの給電制御のサンプリング時間が1秒(図のt1:AC〜AC間)、補助電源装置4による補助発熱体2bへの給電制御のサンプリング時間が0.3秒(詳細には1/3秒:図のt2:AC〜DC〜DC〜AC間)とし、まず主電源装置3による主発熱体2aへの給電によって定着ローラ40の温度が所要の値になり、その後は熱の印加がない状態になったとする。すると、定着ローラ40の温度は低下を始める。また1秒後の主電源装置3による給電制御のサンプリングまでは主発熱体2aへの給電、主発熱体2aの発熱による定着ローラ40への熱印加はない。この状態で、0.3秒後には補助電源装置4による補助発熱体2bへの給電制御のためのサンプリングが行われ、定着ローラ40の温度が或る値まで降下していれば、補助電源装置4のキャパシタCが放電し、補助発熱体2bへの給電が行われ、またさらに0.3秒後に同様の熱印加が行われる可能性がある。すると、1秒後の主電源装置3による給電制御のサンプリング時には、定着ローラ40の温度が所要の値(図のAC/DCオフ温度)に復帰していて、主発熱体2aの発熱による定着ローラ40への熱印加が不要と判断され得る状態が生じることがある。これが繰り返されると、本来は主として動作するはずの主電源装置3、主発熱体2aがオフのままで、補助電源装置4、補助発熱体2bだけが定着ローラ40の加熱、温度維持に寄与する状態になり得る。このような形態は、装置寿命等を考慮すればキャパシタ、補助電源装置にとって好ましくないものである。寿命が長い電気二重層キャパシタであっても同様である。
For example, as shown in FIG. 6, the sampling time of power supply control to the
そこで本発明は、キャパシタCを使用しなくても通紙時の温度落込みが無いと判断できる場合は、極力使用を控えることができるようにするために、主電源装置3による主発熱体2aへの給電とそれによる主発熱体2aの動作と、補助電源装置4による補助発熱体2bへの給電とそれによる補助発熱体2bの動作を或る情報に基づいて連携させるものである。
Therefore, in the present invention, when it can be determined that there is no drop in temperature even when the capacitor C is not used, the
<主電力と補助電力の制御を連携させる実施例>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、主電源装置3の供給電力量とすることができる。主電源装置3の供給電力量を検出する給電量検出手段としては公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段8は、主電源装置3の供給電力量の変化に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。
<Example in which main power and auxiliary power control are linked>
Information serving as a condition for varying the amount of power supplied to the capacitor C can be the amount of power supplied to the main
具体的には、主発熱体2aの点灯率状況がフルでなければ定着ローラ40の温度の落込みに余裕が有ると判断することにより、補助発熱体2bの点灯率を可変にしてキャパシタCの使用量を減らす。例えば、主電源装置3の所定時間あたりの供給電力量が所定の値より小さい場合には給電量可変手段が補助電源装置4の所定時間あたりの供給電力量を低減させる。例えば補助発熱体2bの点灯率を下げる。これにより、AC電源である主電源装置3が動作を停止しているにもかかわらず、DC電源である補助電源装置4が作動してキャパシタCが補助発熱体2bを点灯させるために放電するという無駄を防ぐことができる。また、キャパシタCの放電を抑えられれば、キャパシタCの充電時間を節減できる。
Specifically, if the lighting rate status of the
なお補助発熱体2bの点灯率を変えるには、例えばキャパシタCからの放電電力をDC/AC変換して使用したり、あるいはスイッチング素子を用いてDCでも点灯率を制御可能とする。この場合の制御には、PWM制御等の種々公知の制御方法を採用可能である。またこのような制御は、主電源装置3が交流電源であるか、直流電源であるかにかかわらず可能である。またなお、供給電力量の所定の値は実験等により適宜定めるようにすればよい。以下に説明する各実施例においても所定の値については本例と同様である。
In order to change the lighting rate of the
<主電源装置の電圧値に連携させる実施例>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、主電源装置3の電圧値とすることができる。主電源装置3の電圧値を検出する電圧検出手段としては公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段8は、主電源装置3の電圧検出値の変化に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。
<Example in which the voltage value of the main power supply device is linked>
Information serving as a condition for changing the amount of power supplied to the capacitor C can be the voltage value of the main
例えば、主電源装置3の電圧値が所定の値より高い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を下げる。主電源装置3の電圧が高ければ主電源装置3の給電量が大きいと判断できる。そのような場合にはキャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量は小さくても良い。そこで、補助発熱体2bの点灯率を下げることにより、キャパシタCの放電を抑え、また充電時間を短縮する。なお主電源装置3の電圧値が所定の値より低い場合には、キャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を上げる。主電源装置3の電圧が低ければ主電源装置3の給電量が小さいと判断できるので、そのような場合にはキャパシタCの放電による補助発熱体2bの点灯率を上げないと、定着ローラ40の温度が十分に上昇せず、定着装置36における画像の定着不良が発生し得るためである。
For example, when the voltage value of the main
<加圧ローラの温度に連携させる実施例>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、定着ローラ40に対する加圧部材である加圧ローラ41の温度とすることができる。加圧ローラ41の温度を検出する温度検出手段としては公知の種々の温度センサ等の手段を採用すればよい。制御手段8は、加圧ローラ41の温度の変化に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。
<Example in which the temperature of the pressure roller is linked>
Information serving as a condition for varying the amount of power supplied to the capacitor C can be the temperature of the
例えば、加圧ローラ41の温度が所定の値より高い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を下げる。例えば画像形成装置に連続通紙を行って連続的に画像形成を行った場合、加圧ローラ41の温度も十分に高くなる。そのような場合には、定着ローラ40の熱が加圧ローラ41に奪われる量が少ないため、キャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量は小さくても良い。そこで、補助発熱体2bの点灯率を下げることにより、キャパシタCの放電を抑え、キャパシタCの充電時間を節減する。
For example, when the temperature of the
また逆に、加圧ローラ41の温度が所定の値より低い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を上げる。加圧ローラ41の温度が低い場合にはキャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量を大きくしないと、定着ローラ40の熱が加圧ローラ41の温度を上昇させるために消費され、定着ローラ40の温度が十分に上昇せず、定着装置36における画像の定着不良が発生し得るためである。
Conversely, when the temperature of the
<環境温度に連携させる実施例>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、加熱装置1、定着装置36、画像形成装置の環境温度、例えば定着ローラ40と加圧ローラ41のニップ温度等とすることができる。もちろん、定着ローラ40と加圧ローラ41のニップ部Nの温度は計測しにくい面もあるので、本実施例での環境温度とは、加熱装置1、定着装置36あるいは画像形成装置の内部温度だけでなく、これら装置の外部温度も対象とすることができる。いずれにしても、そのような温度が定着装置36における画像の定着に影響を与える、あるいは与え得ると考えられるものすべてを情報検知の対象とすることができ、制御手段8は、環境温度の変化に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。
<Examples linked to environmental temperature>
Information serving as a condition for changing the amount of power supplied to the capacitor C may be the environmental temperature of the heating device 1, the fixing
例えば、環境温度が所定の値より高い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を下げて充電時間を短縮し、低い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を上げる。環境温度が上述のようなものであれば、それが高ければ定着ローラ40への給電量が小さくても良く、低ければ定着不良を防止するためにキャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量を大きくする。なおその理由については、先の加圧ローラの温度対応の例と同様である。
For example, when the environmental temperature is higher than a predetermined value, the amount of power supplied per predetermined time of the capacitor C is reduced to shorten the charging time, and when it is low, the amount of power supplied per predetermined time of the capacitor C is increased. If the environmental temperature is as described above, the power supply amount to the fixing
<画像形成ジョブの内容に連携させる実施例1>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、定着装置36における前回のジョブでの定着通紙枚数とすることができる。定着通紙枚数を検知する手段としては通紙カウンタ等の公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段8は、定着通紙枚数値に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。
<Embodiment 1 for Linking to Contents of Image Forming Job>
Information serving as a condition for varying the amount of power supplied to the capacitor C can be the number of sheets to be fixed in the previous job in the fixing
例えば、定着装置36における前回のジョブにおける通紙枚数が所定の値より多い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を下げる。前回ジョブでの通紙枚数が多ければ、加圧ローラ41の温度も十分に高くなっているので、先の加圧ローラの温度対応の例と同様に、キャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量は小さくても良く、無駄な放電の抑止と充電時間の短縮が図れる。
For example, when the number of sheets passed in the previous job in the fixing
<画像形成ジョブの内容に連携させる実施例2>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、定着装置36における前回ジョブと今回ジョブとの時間間隔とすることができる。ジョブ間の時間間隔を検知する手段としてはタイマー等の公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段8は、ジョブの時間間隔に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。例えば、ジョブ時間間隔が所定の値より短い場合にはキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を下げる。ジョブ時間間隔が短ければ加圧ローラ41の温度が高くなっていて、先の加圧ローラの温度対応の例と同様に、キャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量は小さくても良く、無駄な放電の抑止と充電時間の短縮が図れる。
<
Information serving as a condition for changing the amount of power supplied to the capacitor C can be a time interval between the previous job and the current job in the fixing
<画像形成ジョブの内容に連携させる実施例3>
キャパシタCの供給電力量を可変させる条件となる情報としては、定着装置36における前回ジョブの稼働時間とすることができる。ジョブ稼働時間を検知する手段としてはタイマー等の公知の種々の手段を採用すればよい。制御手段8は、前回ジョブの稼働時間に応じてキャパシタCの所定時間あたりの供給電力量を可変させる。例えば、定着装置36における前回ジョブ稼働時間が所定の値より長い場合には加圧ローラ41の温度が高くなっていて、これも先の加圧ローラの温度対応の例と同様に、キャパシタCの放電による補助発熱体2bへの給電量は小さくても良く、無駄な放電の抑止と充電時間の短縮が図れる。
<Third embodiment linked to the contents of an image forming job>
Information serving as a condition for varying the amount of power supplied to the capacitor C can be the operation time of the previous job in the fixing
なお上述してきた各種の対応実施例については、単独であっても他と組み合わせてもいずれでも実施できる。また各実施例においては、キャパシタCの供給電力量を可変させる制御を加熱装置1が備える制御手段8により行うようにしているが、本発明はこれに限定されず、定着装置36あるいはこれを備える画像形成装置側に制御手段を備えて、これによって供給電力量の制御を行っても良く、またいずれの場合についても供給電力量制御のための専用の制御手段を備えても、あるいは他の制御手段を兼用するようにしても、いずれでもよく、図示の例には限定されない。
The various corresponding embodiments described above can be implemented either alone or in combination with others. In each embodiment, the
またなお、以上説明してきた実施例では、二つのローラ、すなわち定着ローラ40と加圧ローラ41によってニップ部Nを形成しているが、本発明の定着装置及びこれを用いた画像形成装置は、このような構成に限定されず、ローラとベルト、ベルトとベルトによりニップ部Nを形成するもの等、記録媒体Pが被加熱体と摺接または近接して通過するタイプ等種々の構成のものが採用可能である。また、本発明が図示のタイプの画像形成装置に限定されるものではなく、例えば感光体がドラム状ではなくベルトタイプのもの、中間転写ベルトを用いるカラー画像形成装置等々の種々のタイプの装置に適用可能である。
In the embodiment described above, the nip portion N is formed by two rollers, that is, the fixing
さらには、補助電源装置としてキャパシタを用いたものだけでなく、二次電池を用いたものでも前記課題がより深刻であるとともに、前記構成により解決が図れるため、キャパシタ補助電源装置に限定するものではない。なお、二次電池のように出力電圧がほぼ一定のデバイスの場合は、図4(B)、(C)の縦軸はキャパシタ電圧でなく、残蓄電量となる。 Furthermore, the problem is more serious not only in the case of using a capacitor as an auxiliary power supply device but also in the case of using a secondary battery, and the solution can be achieved by the above configuration. Absent. Note that in the case of a device with a substantially constant output voltage such as a secondary battery, the vertical axis in FIGS. 4B and 4C is not the capacitor voltage but the remaining power storage amount.
1:加熱装置
2:加熱部
2a:主発熱体
2b:補助発熱体
3:主電源装置
4:補助電源装置
5:メインスイッチ
6:充電器
7:切替装置
8:制御手段
9:スイッチ
10:CPU
11:読み取りユニット
12:画像形成部
13:自動原稿搬送装置(ADF)
14:原稿排紙トレイ
15、16、17、18:給紙カセット
19:給紙部
20:排紙トレイ
21:原稿台
25:読み取り装置
30:感光体
31:帯電装置
32:書き込みユニット
33:現像装置
34:転写装置
35:クリーニング装置
36:定着装置
37:排出ローラ対
40:定着ローラ
41:加圧ローラ
C:キャパシタ
D:原稿
P:記録媒体
T:トナー
N:ニップ部
1: heating device 2:
11: Reading unit 12: Image forming unit 13: Automatic document feeder (ADF)
14:
Claims (8)
前記主電源装置や前記補助電源装置から前記加熱部へ供給する電力により前記加熱部が備える発熱体を発熱させる定着装置であって、
前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備え、
該定着装置の状況に関わる情報を検知する情報検知手段を有し、
該情報検知手段で得た検知情報に応じて前記補助電源装置から前記加熱部の前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を変更可能な給電量可変手段を有し、
前記情報が前記主電源装置の前記加熱部への供給電力量であり、前記情報検知手段として該主電源装置の前記加熱部への供給電力量を検出する給電量検出手段を備え、
前記主電源装置の前記加熱部への給電量検出値の変化に応じて、前記加熱部の温度低下を防止するために必要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を増加供給可能とし、前記加熱部の温度低下を防止するために不要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を低減可能とし、
前記給電量検出手段が、前記主電源装置の前記加熱部への給電量検出値の変化に応じて、前記蓄電装置から前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を可変させる定着装置において、
前記給電量検出手段は、
前記蓄電装置を使用しなくても通紙時の温度落ち込みが無いと判断できる場合は、該蓄電装置の使用を極力抑え、前記主電源装置による前記加熱部への給電とそれによる前記加熱部の動作と、前記補助電源装置による前記発熱体への給電とそれによる該発熱体の動作を連携させるために、前記発熱体がフルに発熱している状況ではなく前記主電源装置の所定時間あたりの前記加熱部への供給電力量が所定の値より小さい場合に、前記加熱部の温度低下における温度の落込みに余裕が有ると判断し、前記蓄電装置から前記発熱体への前記所定時間あたりの供給電力量を低減させる、
ことを特徴とする定着装置。
A heating unit having a main power supply device, an auxiliary power supply device and a heating element,
A fixing device that generates heat from a heating element included in the heating unit by power supplied from the main power supply device or the auxiliary power supply device to the heating unit;
The auxiliary power supply device includes a chargeable / dischargeable power storage device,
Having information detection means for detecting information relating to the status of the fixing device;
According to the detection information obtained by the information detection means, the power supply amount variable means capable of changing the power supply amount per predetermined time from the auxiliary power supply to the heating element of the heating unit,
The information is an amount of power supplied to the heating unit of the main power supply device, and includes, as the information detection unit, power supply amount detection means for detecting the amount of power supplied to the heating unit of the main power supply device,
When necessary to prevent a decrease in temperature of the heating unit in accordance with a change in the detected amount of power supplied to the heating unit of the main power supply device, power is supplied from the power storage device to the heating element of the heating unit. When it is unnecessary to prevent an increase in temperature of the heating unit and to prevent a decrease in temperature of the heating unit, power can be reduced from the power storage device to the heating element of the heating unit,
In the fixing device, wherein the power supply amount detecting unit varies a power supply amount per predetermined time from the power storage device to the heating element according to a change in a power supply amount detection value to the heating unit of the main power supply device.
The power supply amount detection means includes:
When said power storage device can be determined that there is no temperature drop at the time of paper passing without using the minimizing the use of power storage devices, power supply and the heating unit by it to the heating unit by the main power unit operation and the auxiliary in order to link the power supply and operation of the heat generating body according to it to the heating element by the power supply device, a predetermined time of the heating element is the main power supply rather than the situation with fever full When the amount of electric power supplied to the heating unit is smaller than a predetermined value, it is determined that there is a margin for the temperature drop in the temperature reduction of the heating unit, and the predetermined time from the power storage device to the heating element Reduce the amount of power supply per unit,
A fixing device.
前記発熱体が、前記主電源装置からの電力供給により発熱する主発熱体と、前記蓄電装置からの電力供給により発熱する補助発熱体とからなり、前記主電源装置の所定時間あたりの前記主発熱体への供給電力量が所定の値より小さい場合に、前記給電量可変手段が、前記蓄電装置から前記補助発熱体への所定時間あたりの供給電力量を低減させる、
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The heating element includes a main heating element that generates heat when power is supplied from the main power supply device and an auxiliary heating element that generates heat when power is supplied from the power storage device, and the main heat generation per predetermined time of the main power supply device. when power supplied to the body is smaller than a predetermined value, the power supply amount variable means reduces the amount of power supplied per predetermined time to the auxiliary heat generating element from said power storage device,
A fixing device.
前記主電源装置や前記補助電源装置から供給する電力により前記加熱部が備える発熱体を発熱させる定着装置であって、
前記補助電源装置が充放電可能な蓄電装置を備え、
該定着装置の状況に関わる情報を検知する情報検知手段を有し、
該情報検知手段で得た検知情報に応じて前記補助電源装置から前記加熱部の前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を変更可能な給電量可変手段を有し、
前記情報が前記主電源装置の電圧値であり、前記情報検知手段として該主電源装置の電圧値を検出する電圧検出手段を備え、
前記主電源装置の電圧値の変化に応じて、前記加熱部の温度低下を防止するために必要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を増加供給可能とし、前記加熱部の温度低下を防止するために不要な場合は、前記蓄電装置から前記加熱部の前記発熱体へ電力を低減可能とし、
前記電圧検出手段が、前記主電源装置の電圧検出値の変化に応じて、前記蓄電装置から前記発熱体への所定時間あたりの供給電力量を可変させる定着装置において、
前記電圧検出手段は、
前記蓄電装置を使用しなくても通紙時の温度落ち込みが無いと判断できる場合は該蓄電装置の使用を極力抑え、前記主電源装置による前記加熱部への給電とそれによる前記加熱部の動作と、前記補助電源装置による前記発熱体への給電とそれによる該発熱体の動作を連携させるために、前記発熱体がフルに発熱している状況ではなく前記主電源装置の電圧値が所定の値より小さい場合に、前記加熱部の温度低下における温度の落込みに余裕が有ると判断し、前記蓄電装置からの前記所定時間あたりの供給電力量を低減させる、
ことを特徴とする定着装置。
A heating unit having a main power supply device, an auxiliary power supply device and a heating element,
A fixing device that generates heat from a heating element included in the heating unit using electric power supplied from the main power supply device or the auxiliary power supply device;
The auxiliary power supply device includes a chargeable / dischargeable power storage device,
Having information detection means for detecting information relating to the status of the fixing device;
According to the detection information obtained by the information detection means, the power supply amount variable means capable of changing the power supply amount per predetermined time from the auxiliary power supply to the heating element of the heating unit,
The information is a voltage value of the main power supply device, and the information detection means includes a voltage detection means for detecting the voltage value of the main power supply device,
When necessary to prevent a temperature drop of the heating unit according to a change in the voltage value of the main power supply device, it is possible to increase power supply from the power storage device to the heating element of the heating unit, and When it is not necessary to prevent a temperature drop of the part, power can be reduced from the power storage device to the heating element of the heating part,
In the fixing device, wherein the voltage detection unit varies the amount of power supplied per predetermined time from the power storage device to the heating element according to a change in a voltage detection value of the main power supply device.
The voltage detection means includes
When it can be determined that there is no temperature drop during paper feeding without using the power storage device, the use of the power storage device is suppressed as much as possible, the power supply to the heating unit by the main power supply device and the operation of the heating unit thereby If, in order to cooperate with feeding and operation of the same according to the heat generating body to the heating element by the auxiliary power unit, the voltage value of the heating element is the main power supply rather than the situation with fever full Is less than a predetermined value, it is determined that there is a margin in the temperature drop in the temperature reduction of the heating unit, and the amount of power supplied per predetermined time from the power storage device is reduced,
A fixing device.
前記発熱体が、前記主電源装置からの電力供給により発熱する主発熱体と、前記蓄電装置からの電力供給により発熱する補助発熱体とからなり、前記主電源装置の電圧値が所定の値より高い場合に、前記給電量可変手段が、前記蓄電装置から前記補助発熱体への所定時間あたりの供給電力量を低減させる、
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3.
The heating element includes a main heating element that generates heat when power is supplied from the main power supply device and an auxiliary heating element that generates heat when power is supplied from the power storage device, and the voltage value of the main power supply device is higher than a predetermined value. when high, the feeding amount variable means reduces the amount of power supplied per predetermined time to the auxiliary heat generating element from said power storage device,
A fixing device.
An image forming apparatus comprising Rukoto comprise any fixing apparatus of claims 1 to 7.
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