JP4904088B2

JP4904088B2 - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4904088B2
Application number: JP2006148748A
Authority: JP
Inventors: 博之国井; 貴史藤田; 淳中藤; 高垣　　博光; 浩二上; 博臣田村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: JP2007316544A

Description

本発明は、記録媒体に粉体粒子状の像形成物質で形成された未定着画像を定着する定着装置、及びこの定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、定着ローラ、定着ベルトなどの定着部材に加圧ローラ、加圧ベルト、加圧パッドなどの加圧部材（支持部材）を圧接し、転写紙、シート等の記録媒体が定着部材と加圧部材との間を通過するときに加熱及び加圧して造形成物質であるトナーを転写紙等に定着させる加熱定着装置が用いられている。

加熱定着装置でも最も一般的に使用されるものは、回転する定着ローラを内面から輻射ヒータで加熱するとともに定着部材に圧接させて定着に必要な加熱処理、加圧処理を行いつつシートの搬送を行う方式のものである。

近年、環境問題に鑑み、複写機やプリンタ装置等の画像形成装置の消費電力を少ないものとするため、トナーを記録媒体に定着する定着装置の省電力化が求められている。具体的には待機時に予熱しなくとも使用時に短時間に昇温し、所望の温度にできるように定着部材や加圧部材の低熱容量化が行われてきている。さらに、特許文献１、特許文献２、また、特許文献３のように通常の商用電源とは別に未使用時に商用電源からのエネルギーを蓄電する蓄電装置を備え、使用時には商用電源とは別の系統として蓄電装置からの電力を使用して定着部材や加圧部材に設けた補助加熱手段を駆動し、商用電源で供給できる以上の電力を所定の時間だけ印加して昇温時間を短縮するような定着装置が提案されている。

即ち、特許文献１には加熱部に主発熱体と補助発熱体を設け、補助発熱体の抵抗値を主発熱体の抵抗値と異ならせ、補助発熱体には主発熱体に供給する電流と異なる電流を供給して、補助発熱体に流れる電流を適切に設定することにより、加熱部に供給する電力を最適化して、加熱部を加熱するときに短時間で所定の温度まで昇温させるものが記載されている。

特許文献２には通電により発熱する２つの発熱源と、この発熱源によって加熱される定着部材もしくは加熱部材と、待機時に蓄えた通常の商用電源の出力電力以上の電力により立ち上げ時に発熱源の少なくとも１つを所定の時間駆動する蓄電装置と、この蓄電装置を商用電源からの電力により充電する充電装置とを備え、発熱源を蓄電装置と商用電源とで同時にもしくは異なるタイミングで駆動するものが記載されている。

特許文献３には、熱源に電力を供給する駆動手段は、急速充放電可能な蓄電装置と、商用電源から給電され蓄電装置を充電する充電器とを備え、熱源は、通常作動時に駆動される第１ヒータと、この第１ヒータよりも出力が大きく立ち上がり時や温度落ち込み時のみ駆動される第２ヒータとを少なくとも有しており、蓄電装置の電位が低下したときに接点切り替わりをするリレーを有し、このリレーの作動により第２ヒータへの通電から第１ヒータへの通電に切り替わる回路を有するものが記載されている。

また、昇温時間を短縮のため定着部材を低熱容量化したため、高速印刷時において定着部材の昇温直後に通紙を行うと、用紙やまだ十分にあたたまっていない加圧部材に熱エネルギーが奪われ、定着部材の温度が低下し定着不良を発生させることがあった。このような事態を防止するため、通紙直後から蓄電装置からの電力を補助加熱手段に与えるように制御することで温度低下を防止しているものが提案されている。即ち、特許文献４には、加熱部に主発熱体と補助発熱体を設け、主発熱体には主電源装置から電力を供給し、補助発熱体にはキャパシタを用いた補助電源装置から電力を供給し、制御手段は、加熱対象物が被加熱体による加熱部位を通過する直前または通過以降に、補助電源装置のキャパシタから補助発熱体への電力供給を開始させ、加熱部位の温度低下が大きくならないように制御するものが記載されている。
特開２００４−９５５２５号公報特開２００２−１７４９８８号公報特開２００３−２９５６５９号公報特開２００４−３１９４３１号公報

しかしながら、上記の各技術では商用電源で駆動するメインヒータのほかに蓄電装置で駆動するための補助ヒータを用いる必要があり、複数のヒータが必要になるためコストが嵩んだり信頼性が低下したりするといった問題を生じる。また、低熱容量化を行う際にローラの小型化が有効であるが、ヒータを複数本配置するためには、ローラを小型化することが困難になってしまうという問題がある。また、トナーとの接触面側である定着部材側の加熱エネルギーを大きくして、短時間で定着部材の温度を上昇させることも考えられるが、加圧部材側の温度は定着部材温度よりも低く、ニップ部内に用紙を通過させた場合にはトナー層の厚み方向に温度勾配が生じ、トナー層が分断されてしまうホットオフセットが発生し易いという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、短時間で昇温可能でき、小型化が可能で、低コストであり、高い信頼性を備えた定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、
ニップ部を構成する少なくとも一対の定着部材と支持部材を備え、記録媒体上に配置された像形成物質を前記ニップ部において加熱しながら押圧して記録媒体上に定着するとともに、前記加熱のために商用電源と蓄電装置の両方から電力を供給可能な定着装置において、
前記支持部材に第１の加熱源を配置し、前記定着部材に第２の加熱源を配置し、かつ前記第１及び第２の加熱源への電力供給を制御する、定着温度制御装置と加圧温度制御装置とを備え、
前記商用電源から前記第１の加熱源に入力する電力を直流化するための交流−直流変換機能を備えた充電器を備え、
前記定着温度制御装置は、前記商用電源から前記第２の加熱源への電力供給をオンオフして前記定着部材を所定の温度となるように制御し、
前記充電器は、前記蓄電装置と前記第１の加熱源に接続するとともに、前記充電器と前記蓄電装置との間には接続を切り替えて電力供給を制御する接続切替手段を設けて、前記充電器の出力を前記蓄電装置または前記第１の加熱源に切り替え供給可能とし、
前記蓄電装置と前記第１の加熱源の間にはこれらの間の接続をオンオフする充放電切替手段を設けて、該充放電切替手段と前記接続切替手段とを前記加圧温度制御装置に接続して前記第１の加熱源への供給電力を制御可能とした、
ことを特徴とする定着装置である。

請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、
定着動作を行わない待機時には、前記商用電源から供給される電力を充電器で交流から直流へ変換、変圧して蓄電装置に蓄え、
前記蓄電装置が満充電された後、前記加圧温度制御装置が充電中は前記充放電切替手段を開放状態となるように制御し、
前記定着温度制御装置は、
定着装置を起動する際には、前記第２の加熱源に前記商用電源から電力を供給させて前記定着部材が所定の温度になるように制御し、
定着装置の起動と同時に前記充放電切替手段を前記蓄電装置から前記第１の加熱源側に切り替えて前記第１の加熱源に電力を供給可能とし、
前記商用電源からの電力は前記第２の加熱源に集中供給させ、かつ前記第１の加熱源には供給されないように前記充放電切替手段を制御する、
ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の定着装置請において、前記蓄電装置の出力電圧が前記商用電源の電圧と略同一なるように構成したことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の定着装置において、前記商用電源には出力電圧が前記蓄電装置と略同一とする降圧手段を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの定着装置において、前記蓄電装置が電気二重層コンデンサであることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの定着装置において、前記定着部材は、定着ローラまたは定着ベルトであることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの定着装置において、前記支持部材は、加圧ローラ、加圧ベルトまたは加圧パッドであることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの定着装置において、前記加熱源は、電熱ヒータ、ハロゲンヒータまたはＩＨヒータであることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれかの定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明に係る定着装置及び画像形成装置によれば、支持部材に設ける発熱源を１つとし、この発熱源に商用電力からの電力と蓄電装置からの電力を切り替えて加えるようにしたから、定着装置及び画像形成装置を短時間で昇温でき、小型化が可能で、低コストであり、高い信頼性を備えるものできるという効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

以下、図面を参照しながら本発明に係る定着装置、定着方法及び画像形成装置の実施形態について説明する。

図１は実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図、図２は第１の実施例に係る画像形成装置の要部構成図、図３は第１の実施例に係る定着装置の構成を示す断面図、図４は第１の実施例における定着装置の構成を示す回路図、図６はニップ部におけるトナーと用紙の温度分布を示した模式図である。

本実施例の画像形成装置は、図１に示すように、その主な構成として、原稿を読み取る画像読取装置１０１、画像を形成する画像形成装置１０２、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１０３、自動原稿搬送装置１０３から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ１１４、給紙カセット１１５ないし１１８を備える給紙部１１９、記録用紙をスタックする排紙トレイ１２０により構成してある。

そして、自動原稿搬送装置１０３を使用しないで原稿を読み取る際には、自動原稿搬送装置１０３をその一端を指示するヒンジ部において開き、自動原稿搬送装置１０３の原稿圧板とコンタクトガラス１２４の間に配置された原稿Ｄの画像は、画像形成装置１０２とコンタクトガラス１２４の間に位置する画像読取装置１０１によって読み取る。

本例に係る画像読取装置では、原稿の主走査方向のサイズ判定は画像読み取り用のＣＣＤイメージセンサで読み取った画像データに基づいて行われ、副走査方向のサイズ判定は原稿有無検知センサの出力に基づいて行われ、これらの結果により原稿サイズの検知を行う。

画像読取装置１０１は、コンタクトガラス１２４上の原稿Ｄを照明する光源１１２、反射光の方向を偏向する反射鏡群１１０、原稿画像を結像するレンズ１０８、原稿画像を結像させるＣＣＤ等からなる光電変換素子１０９等を有している。本例では、画像読み取り終了後、原稿Ｄを矢印Ｂ２方向へ搬送して原稿排紙トレイ１１４上へ排出する。

一方、画像形成装置１０２の内部には、図１及び図２に示すように、像担持体である感光体２１が配置してある。感光体２１は、両図において時計方向に回転駆動し、帯電装置２２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１３０からは、画像読取装置１０１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２３をレーザ１３１から照射し、ミラー２４で方向を変え、帯電させた感光体２１の表面をこのレーザ光２３で露光し、これによって感光体２１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置２５を通るとき、対向する転写装置２６によって感光体２１と転写装置２６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２１の表面は、クリーニングブレード２７ａを備えたクリーニング装置２７によって清掃される。

画像形成装置１０２の下部に配置した複数の給紙カセット１１５ないし１１８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１１５ないし１１８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２１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装置１０２内の定着装置２９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２９を通った記録媒体Ｐを排出ローラ対１３７によって搬送し、矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ１２０へ排出し、スタックする。

図３は本発明の定着装置２９の概略構成図である。この定着装置２９は、定着部材としての定着ローラ３４と定着ローラ３４とニップ部を形成するように対抗して設けられ、支持部材である加圧ローラ３５とから構成される。加圧ローラ３５は一定の加圧力で定着ローラ３４を押圧する。定着ローラ３４及び加圧ローラ３５は３層構造になっており、ＦｅやＡｌの芯金に弾性層としてシリコンゴム層が設けられ、さらに表層には離型層としてＰＦＡやＰＴＦＥなどのテフロン（登録商標）系樹脂層が設けられる。

また、本例では、電力の供給により発熱する発熱体としてハロゲンヒータが用いられ、定着ローラ３４にはハロゲンヒータ２、加圧ローラ３５にはハロゲンヒータ１が内蔵されている。定着ローラ３４及び加圧ローラ３５は図示していない駆動機構により所定の速度で回転駆動される。また、図示していない温度センサにより定着ローラ３４及び加圧ローラ３５の表面温度を検知し、制御装置を構成する定着温土制御装置９及び加圧温度制御装置１０により、それぞれ所定の温度に制御される。

図４に本発明の第１の実施形態である定着装置の回路構成を示す。本例では、主電源６は商用電源（例えば単相１００ボルト）であり、定着温度制御装置９を介してハロゲンヒータ２に接続され、図示していない温度センサにより定着ローラ３４の温度に基づいて供給される電力をオンオフして所定の温度に制御される。

さらに、主電源６は交流−直流変換機能（Ａ／Ｄ変換）を備えた充電器８とハロゲンヒータ１に接続される。主電源６と充電器８の間にはハロゲンヒータ１への電力供給を切り替える切替スイッチ１１を備える。また、充電器８は蓄電装置７に接続され、それらの間には充電と放電を切り替えるための充放電スイッチ１２を備える。充放電スイッチ１２は蓄電装置７に接続され、加圧温度制御装置１０の制御により充電器８側と、ハロゲンヒータ１側に切り替えられる。切替スイッチ１１と充放電スイッチ１２は加圧温度制御装置１０に接続され、ハロゲンヒータ１への電力供給が制御される。

本例では、蓄電装置７は充放電可能なコンデンサで構成され、例えば電気二重層コンデンサ等の２０００Ｆ程度の静電容量を有し、数秒から数十秒の電力供給には十分な容量を備えているものを使用する。電気二重層コンデンサは静電容量が大きく、二次電池と異なり、科学反応を伴わないため急速に充電可能で、且つ繰り返し充放電を行う際の劣化も少なく長寿命である。また、鉛蓄電池の様に液交換や補充なども必要ないため、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。

次に本例に係る定着装置２９の作動について説明する。本例に係る定着装置２９は、図５に示す表に示すように制御される。即ち、本例に係る定着装置２９は待機時には切替スイッチ１１は充電器８側、充放電スイッチ１２は充電器８側に切り替えられており、主電源６から供給される電力は充電器８を介し、交流から直流へ変換、変圧され、蓄電装置７に蓄えられている。この状態では、ハロゲンヒータ２及びハロゲンヒータ１には電力が供給されていない。

定着装置を起動すると、加圧温度制御装置１０の制御により、切替スイッチ１１は充電器８側、充放電スイッチ１２はハロゲンヒータ１側に切り替えられる。この作動により、主電源６からハロゲンヒータ２に電力を供給され、定着ローラ３４が所定の温度になるように電力が供給される。また、ハロゲンヒータ１には、蓄電装置７から電力が供給され、加圧ローラ３５が所定の時間加熱される。

このとき、主電源６からの電力はハロゲンヒータ１に供給されないから、主電源６からの電力はハロゲンヒータ２だけに供給されハロゲンヒータ２で定着ローラ３４は短時間で昇温される。

本例では、起動後において、定着ローラ３４のハロゲンヒータ２には主電源６から電力が供給され、一方、加圧ローラ３５のハロゲンヒータ１には蓄電装置７から電力が供給される。ここで蓄電装置７に蓄えられる電力の容量は、定着ローラ３４の温度が所定の温度で所定の時間維持できるまでの時間を目安に設定されており、定着ローラ３４が所定の温度、所定の時間に達したのち充放電スイッチ１２が充電器８側に切り替わり、充電器８から蓄電装置７に充電がなされる。また、上記切り替えと同時に切替スイッチ１１がハロゲンヒータ１側に切り替わり主電源６からの電力がハロゲンヒータ１に供給される。そして、不図示の温度センサによって加圧ローラ３５の表面温度が所定温度になるようにハロゲンヒータ１に供給される主電源６からの電力が加圧温度制御装置１０によって制御される。

本例では、定着ローラ３４及び加圧ローラ３５が所定温度になると同時に通紙が開始される。この通紙は、上記所定の時間が経過する前にもなされる場合がある。このため通紙時においては加圧ローラ３５のハロゲンヒータ１が蓄電装置７だけからの電力によって加熱されている場合と、その後に定着ローラ３４が所定の状態になった後には主電源６だけからの電力が供給される両方の場合がある。両者の切り替えは一瞬にしてなされるから、加圧ローラ３５のハロゲンヒータ１には連続的に電力が供給され、昇温時間を短縮できる。

また、本例では、加圧ローラ３５に蓄電装置用の発熱体と主電源用の発熱体を用意する必要がないため加圧ローラ３５自体のサイズを小型化可能で信頼性も向上できる。さらに加圧ローラ３５が十分に短時間で所定温度まで昇温されて通紙が開始するのでホットオフセットや光沢ムラ等の異常画像が防止できる。また、蓄電装置を用いることで一時的に電源から供給される以上に電力を供給することができ、昇温速度の向上や温度ドロップを防止できる。

また、本例でホットオフセットや光沢ムラの発生を防止することができるのは以下の理由による。図６はニップ部の拡大図とニップ部における定着ローラ表面から加圧ローラ表面への距離に対する温度を示すグラフである。トナー３７と用紙３６の界面ｘｔの温度がＴ_０のときに定着するとした場合、加圧ローラ３５の温度がＴ_ｓ１の様に低い場合ではＴ_０を得るために定着ローラ３４の温度をＴ_ｔ１にする必要がある。しかしながら加圧ローラ３５の温度をＴ_ｓ２に上げることでＴ_０を得るための定着ローラ３４の温度はＴ_ｔ２となり、定着ローラ３４を低い温度設定にできる。このように定着ローラ３４とトナー３７の界面の温度を低く設定できるため、ホットオフセットや光沢ムラなどの問題を解消できるのである。

さらに、本例によれば、加圧ローラを加熱する加熱源を１個とし、この加熱源を主電源と充電器とで加熱できる。このため複数の加熱源を使用することがなく、省スペース、低コスト化を図ることができる。

次に、本例の変形例について説明する。以下の変形例において、ハロゲンヒータ１とハロゲンヒータ２との加熱制御は、上述した例と同様に行われる。第１の変形例は、定着手段として図７に示すように、定着ローラ３８、定着ベルト３９及び加熱ローラ４０とから構成したものである。この例は、加熱ローラ４０内にハロゲンヒータ２を配置している。即ち、本例では、定着ローラ３８と加熱ローラ４０に張架される定着ベルト３９が設けられ、定着ローラ３８に対向してニップを形成する加圧ローラ３５が設けられる。定着ベルト３９は３層で構成され、基材としてポリイミド樹脂、弾性層としてシリコンゴム、表層に離型層としてＰＦＡやＰＴＦＥ層が設けられる。また、加熱ローラ４０はＦｅやＡｌ、Ｎｉなどの材質で構成され、ハロゲンヒータで構成されたハロゲンヒータ２が内部に設けられる。また、加圧ローラ３５にはハロゲンヒータ１が設けられ、図示していない駆動機構により回転駆動されながら定着ベルト３９と加圧ローラ３５を加熱する。また、図示しない温度センサにより定着ベルト３９及び加圧ローラ３５の表面温度を検知し、定着温土制御装置９及び加圧温度制御装置１０により、それぞれ所定の温度に制御される。定着ベルト３９を用いることで熱容量を低減できる。

第２の変形例は、図８に示すように、加熱ローラ４０の加熱をＩＨコイル４で行うようにしたものである。即ち、本例では、発熱源としてＩＨコイル４が加熱ローラ４０の近傍に設けられ、加熱ローラ４０自体が誘導発熱するように構成される。加熱ローラ４０表面で発熱するため、さらに短時間で定着ベルトの昇温ができる。

また、上述した実施例１とほぼ同様の構成で、加圧ローラ３５を加熱するハロゲンヒータ１への印加電圧が主電源６の電圧と蓄電装置７の電圧を略同等にするように蓄電装置７を構成する電気二重層コンデンサを直列に複数個接続することができる。例えば商用電源が１００Ｖであれば、電気二重層コンデンサの出力電圧が約１００Ｖになるように直列に複数個接続する。このようにすることでハロゲンヒータ１の規格電圧が１００Ｖの場合においても、主電源６と蓄電装置７の電圧がそれぞれ１００Ｖであるため発熱効率を低下させることなく加熱が可能となる。

次に本発明の第３の実施例について説明する。本例は、主電源６からハロゲンヒータ１に入力される電力として充電器８で直流化したものを使用する。定着装置の制御回路を第１の実施例と変更したものである。図９は第３の実施例における定着装置の構成を示す回路図、図１０は第３の実施例における定着装置の作動状態を示す表である。主電源６は商用電源であり、定着温度制御装置９を介してハロゲンヒータ２または、ＩＨコイルに接続され、図示していない温度センサにより定着ローラ３４または定着ベルト３９の温度に基づいて供給される電力をオンオフして所定の温度に制御される。

さらに、主電源６は交流−直流変換機能（Ａ／Ｄ変換）を備えた充電器８にも接続される。充電器８は蓄電装置７とハロゲンヒータ１に接続され、その間には接続を切り替えて電力供給を制御する切替スイッチ１３が設けられる。切替スイッチ１３は、充電器８の出力を蓄電装置７またはハロゲンヒータ１に切り替える。また、蓄電装置７とハロゲンヒータ１の間には接続をオンオフする充放電スイッチ１２が設けられている。切替スイッチ１３と充放電スイッチ１２とは加圧温度制御装置１０に接続され、ハロゲンヒータ１への供給電力を制御する。蓄電装置７は充放電可能な電気二重層コンデンサで構成される。

次に本例に係る定着装置の作動について説明する。図１０に示すように、待機時には主電源６から供給される電力は充電器８を介し、交流から直流へ変換、変圧され、蓄電装置７に蓄えられる。蓄電装置７が満充電された後、切替スイッチ１３は開放状態に制御される。また、充電中は充放電スイッチ１２は開放状態に制御される。

定着装置を起動する際には、ハロゲンヒータ２に主電源６から電力を供給するように定着温度制御装置９が働き、定着ローラ３４が所定の温度になるように電力が供給される。定着装置が図７及び図８の場合の例についてもほぼ同様で、図８の場合ではハロゲンヒータ２の変わりにＩＨコイル４が駆動される。

本例では、起動と同時に切替スイッチ１３は蓄電装置７からハロゲンヒータ１側に切り替わり、ハロゲンヒータ１に電力が供給される。このとき、主電源６からの電力はハロゲンヒータ１に供給されないように切替スイッチ１３が制御されているので、主電源６からの電力をハロゲンヒータ２に集中させることができ、短時間での昇温が可能となる。

また、切替スイッチ１３は蓄電装置７側に切り替えられるとともに、充放電スイッチ１２が接続状態となり、ハロゲンヒータ１に蓄電装置７からの電力が供給される。

蓄電装置７に蓄えられる容量は、定着ローラ３４（または定着ベルト３９）の温度が所定の温度で所定の時間維持できるまでの時間を目安に設定されており、定着ローラ３４（または定着ベルト３９）が所定の温度、所定の時間に達したのち放電切替スイッチ１３が蓄電装置７側に切替られ、ハロゲンヒータ１に充電器８からの電力の供給は停止される。この切り替えによりハロゲンヒータ１には充電器８からの電力が供給され、図示していない温度センサによって加圧ローラ３５の表面温度が所定温度になるように主電源６から充電器８を介して直流変換された電力が加圧温度制御装置１０によってオンオフ制御される。

定着ローラ３４（または定着ベルト３９）及び加圧ローラ３５が所定温度になると通紙が開始される。加圧ローラ３５が初期、蓄電装置７からの電力によって加熱され、さらに定着ローラ３４が所定の状態になったと同時に主電源６から充電器８を介して直流に変換された電力が供給され、連続的に電力が供給可能であることから昇温時間を短縮できる。また、蓄電装置用のハロゲンヒータと主電源用のハロゲンヒータの２つを用意する必要がないため加圧ローラ３５自体のサイズも小型化可能である。さらに加圧ローラ３５が十分に短時間で所定温度まで昇温されて通紙が開始するのでホットオフセットや光沢ムラ等の異常画像が防止できる。

また、加圧ローラ３５を加熱するハロゲンヒータ１への充電器８からと蓄電装置７からとの印加電圧を略同電圧にでき、且つ直流に限定できるため、ハロゲンヒータ１の規格電圧を例えば４５Ｖ等に固定でき、発熱効率を低下させることなく加熱が可能となる。請求項２の場合に比べ直流電圧に限定でき、且つ商用電源の１００Ｖと同等になる数のコンデンサを直列につなぐことなく構成可能となり小型化できる。

尚、本発明に係る定着装置では、加圧手段の発熱源を商用電源及び蓄電装置の双方で駆動できれば、上述した制御パターンに限ることなくどのように行ってもよい。

第１の実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である第１の実施例に係る画像形成装置の要部構成図である。第１の実施例に係る定着装置の構成を示す断面図である第１の実施例における定着装置の構成を示す回路図である。第１の実施例における定着装置の作動状態を示す表である。第１の実施例のニップ部におけるトナーと用紙の温度分布を示した模式図である。第１の実施例における他の定着装置の概略構成図である。第１の実施例における他の定着装置の概略構成図である。第３の実施例における定着装置の構成を示す回路図である。第３の実施例における定着装置の作動状態を示す表である。

符号の説明

１：ハロゲンヒータ
２：ハロゲンヒータ
４：ＩＨコイル
６：主電源
７：蓄電装置
８：充電器
９：定着温度制御装置
１０：加圧温度制御装置
１１：切替スイッチ
１２：充放電スイッチ
１３：切替スイッチ
２０：画像形成装置
２１：感光体
２２：帯電装置
２３：レーザ光
２４：ミラー
２５：現像装置
２５ａ：現像ローラ
２６：転写装置
２７：クリーニング装置
２７ａ：クリーニングブレード
２８：給紙装置
２９：定着装置
３０：給紙トレイ
３１：給紙コロ
３２：記録紙搬送路
３３：レジストローラ対
３４：定着ローラ
３５：加圧ローラ
３６：用紙
３７：トナー
３８：定着ローラ
３９：定着ベルト
４０：加熱ローラ
１０１：画像読取装置
１０２：画像形成装置
１０３：自動原稿搬送装置
１０８：レンズ
１０９：光電変換素子
１１０：反射鏡群
１１２：光源
１１４：原稿排紙トレイ
１１５ないし１１８：給紙カセット
１１９：給紙部
１２０：排紙トレイ
１２４：コンタクトガラス
１３０：ユニット
１３１：レーザ
１３７：排出ローラ対

Claims

ニップ部を構成する少なくとも一対の定着部材と支持部材を備え、記録媒体上に配置された像形成物質を前記ニップ部において加熱しながら押圧して記録媒体上に定着するとともに、前記加熱のために商用電源と蓄電装置の両方から電力を供給可能な定着装置において、
前記支持部材に第１の加熱源を配置し、前記定着部材に第２の加熱源を配置し、かつ前記第１及び第２の加熱源への電力供給を制御する、定着温度制御装置と加圧温度制御装置とを備え、
前記商用電源から前記第１の加熱源に入力する電力を直流化するための交流−直流変換機能を備えた充電器を備え、
前記定着温度制御装置は、前記商用電源から前記第２の加熱源への電力供給をオンオフして前記定着部材を所定の温度となるように制御し、
前記充電器は、前記蓄電装置と前記第１の加熱源に接続するとともに、前記充電器と前記蓄電装置との間には接続を切り替えて電力供給を制御する接続切替手段を設けて、前記充電器の出力を前記蓄電装置または前記第１の加熱源に切り替え供給可能とし、
前記蓄電装置と前記第１の加熱源の間にはこれらの間の接続をオンオフする充放電切替手段を設けて、該充放電切替手段と前記接続切替手段とを前記加圧温度制御装置に接続して前記第１の加熱源への供給電力を制御可能とした、
ことを特徴とする定着装置。
定着動作を行わない待機時には、前記商用電源から供給される電力を充電器で交流から直流へ変換、変圧して蓄電装置に蓄え、
前記蓄電装置が満充電された後、前記加圧温度制御装置が充電中は前記充放電切替手段を開放状態となるように制御し、
前記定着温度制御装置は、
定着装置を起動する際には、前記第２の加熱源に前記商用電源から電力を供給させて前記定着部材が所定の温度になるように制御し、
定着装置の起動と同時に前記充放電切替手段を前記蓄電装置から前記第１の加熱源側に切り替えて前記第１の加熱源に電力を供給可能とし、
前記商用電源からの電力は前記第２の加熱源に集中供給させ、かつ前記第１の加熱源には供給されないように前記充放電切替手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１の定着装置。
前記蓄電装置の出力電圧が前記商用電源の電圧と略同一なるように構成したことを特徴とする請求項１または２の定着装置。
前記商用電源には出力電圧を前記蓄電装置と略同一とする降圧手段を備えたことを特徴とする請求項３の定着装置。
前記蓄電装置が電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの定着装置。
前記定着部材は、定着ローラまたは定着ベルトであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの定着装置。
前記支持部材は、加圧ローラ、加圧ベルトまたは加圧パッドであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの定着装置。
前記加熱源は、電熱ヒータ、ハロゲンヒータまたはＩＨヒータであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの定着装置。
請求項１ないし８のいずれかの定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。