JP5102471B2 - Fixing device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Description

この発明は、画像形成装置に備えられる定着装置に係り、外部電源及び補助電源から電力供給を受けて発熱する発熱体と、この発熱体によって加熱される加熱部と、前記外部電源から前記補助電源への充電を行う充電装置とを備えた定着装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus, and relates to a heating element that generates heat upon receiving power supply from an external power supply and an auxiliary power supply, a heating unit that is heated by the heating element, and the auxiliary power supply from the external power supply. The present invention relates to a fixing device including a charging device that charges the battery and an image forming apparatus using the same.

複写機等の画像形成装置は、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、安全性等の面から現在ヒートローラ方式が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体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、これによりトナー像を記録媒体に定着させる。   An image forming apparatus such as a copying machine forms an image 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 most often used from the viewpoint of safety and the like. In the heat roller method, a heat roller heated by a heating element 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. The toner image is fixed on the recording medium by heating and pressing through the recording medium to which the toner is transferred.

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省電力化が進んでいる。画像形成装置の省電力化のためには、画像形成装置の非通紙時(例えば待機時)において定着装置の定着ローラや定着ベルト等の加熱部温度を低下させることが有効である。   In recent years, in view of environmental problems, power saving of image forming apparatuses such as copiers and printers has been promoted. In order to save power in the image forming apparatus, it is effective to lower the temperature of the heating section of the fixing roller, the fixing belt, etc. of the fixing device when the image forming apparatus is not passing paper (for example, during standby).

しかし、非通紙時に加熱部の温度を低下させると、その後定着装置を使用するときには加熱部を再び一定温度まで昇温させる必要があり、使用者はその間、待機しなければならない。その結果として装置が使用可能状態となるまでに時間を要するため、使い勝手が悪化することとなる。   However, if the temperature of the heating unit is lowered when paper is not passed, the heating unit needs to be raised to a certain temperature again when the fixing device is used thereafter, and the user must wait during that time. As a result, it takes time for the apparatus to become ready for use, and the usability is deteriorated.

また、画像形成装置の省電力化を図ると共に、画像形成後待機時の消費エネルギ−を効果的に削減するためには、できるだけ定着ロ−ラの待機温度を低い値に押さえ、また待機温度からの復帰の待ち時間が短くなるよう定着ロ−ラの熱容量を下げる必要がある。熱容量の小さい定着ロ−ラは画像形成時に転写材に熱を奪われると、定着ロ−ラ表面温度が比較的速く降下し、定着性を満足する下限温度以下となって定着不良が発生しやすいという問題がある。   Further, in order to save power in the image forming apparatus and to effectively reduce energy consumption during standby after image formation, the standby temperature of the fixing roller is suppressed to a low value as much as possible. Therefore, it is necessary to lower the heat capacity of the fixing roller so that the waiting time for the return of the toner is shortened. If the fixing roller with a small heat capacity is deprived of heat by the transfer material during image formation, the surface temperature of the fixing roller will drop relatively quickly, and the fixing roller will be below the lower limit temperature that satisfies the fixing property, so that fixing defects are likely to occur. There is a problem.

このような事態を回避するため、補助電源からの電力供給補助による加熱部昇温時間の短縮が考えられており、このような補助電源からの電力供給補助を加熱部昇温時(立ち上げ時・オフモードからの復帰時)だけでなく通紙時にも行うことで、電力をより有効活用する方法が提案されている。   In order to avoid such a situation, it is considered that the heating part heating time is shortened by auxiliary power supply from the auxiliary power source. A method has been proposed in which power is used more effectively by performing not only when returning from the off mode) but also when passing paper.

特許文献1には、この補助電源として、電気二重層コンデンサと称される大容量コンデンサを使用し、これによって画像形成装置の省電力化を実現すると共に、加熱部の温度低下を防ぐ技術が示されている。   Patent Document 1 discloses a technology that uses a large-capacitance capacitor called an electric double layer capacitor as the auxiliary power source, thereby realizing power saving of the image forming apparatus and preventing a temperature drop of the heating unit. Has been.

また特許文献2には、主電源装置から主発熱体に電力を供給しているときに、補助電源装置のコンデンサの充電を停止するようにして、主発熱体に主電源装置の許容最大容量の電力を供給し、また、同時に補助電源装置から補助発熱体に電力を供給し、主電源装置だけで電力を供給する場合よりも大量の電力を加熱部に供給する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 2, when power is supplied from the main power supply to the main heating element, charging of the capacitor of the auxiliary power supply is stopped so that the main heating element has an allowable maximum capacity of the main power supply. There has been disclosed a technique for supplying electric power, supplying electric power from an auxiliary power supply device to an auxiliary heating element at the same time, and supplying a larger amount of electric power to the heating unit than when supplying electric power only by the main power supply device.

また特許文献3には、補助電源の蓄電量を検知する蓄電量検知手段と、この蓄電量検知手段からの蓄電量情報により補助電源に所定の電力量が蓄電されていない際に、主電源のみの電力で主発熱部材及び二つ以上の補助発熱部材のうちの少なくとも二つ以上の発熱部材に電力を供給する主電力モードに切り換える制御装置とを有し、これによって、補助電源の蓄電量が不十分であるときにも補助発熱部材に安定した電力を供給することができて加熱部材の温度ムラを低減する技術が開示されている。
特許第3588006号 特開2003-257590号 特開2004-200149号
Patent Document 3 discloses a storage amount detection unit that detects a storage amount of an auxiliary power source, and a main power source only when a predetermined amount of power is not stored in the auxiliary power source based on the storage amount information from the storage amount detection unit. And a control device that switches to a main power mode that supplies power to at least two of the two or more auxiliary heating members with the power of the main heating member. A technique is disclosed that can supply stable power to the auxiliary heat generating member even when it is insufficient, and reduces temperature unevenness of the heating member.
Japanese Patent No. 3588006 JP2003-257590 JP 2004-200149 A

しかしながら、画像形成装置が使用される環境は様々であり、特に上記のような理由から熱容量の小さい定着ローラを用いている場合には、その周囲環境の温度が低いと、画像形成時に転写材に定着ロ−ラの熱が奪われやすく、定着ロ−ラ表面の温度が速く降下してしまい、定着不良が発生しやすくなるという問題があった。
また、補助電源を用いた従来の定着装置においては、補助電源への充電は、画像形成装置の非作動時に行っていたため、画像形成が連続する場合、一つの画像形成から次の画像形成までの間に補助電源への充電が行われ、次の画像形成までの待ち時間が長く掛かるという問題があった。
However, the environment in which the image forming apparatus is used varies, and particularly when a fixing roller having a small heat capacity is used for the reasons described above, if the temperature of the surrounding environment is low, the image forming apparatus is used as a transfer material during image formation. There is a problem that the heat of the fixing roller is easily taken away, and the temperature of the surface of the fixing roller is rapidly lowered, so that fixing failure is likely to occur.
Further, in the conventional fixing device using the auxiliary power source, the charging to the auxiliary power source is performed when the image forming apparatus is not in operation. Therefore, when image formation continues, from one image formation to the next image formation. In the meantime, the auxiliary power source is charged, and there is a problem that it takes a long time to wait for the next image formation.

そこで、本発明は、定着装置の周囲環境温度に応じて補助電源による発熱体への加熱を行うようにして安定した画像の定着を実現する定着装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device that realizes stable image fixing by heating a heating element with an auxiliary power source in accordance with the ambient temperature of the fixing device.

請求項1の発明は、
画像形成装置に備えられる定着装置であって、
外部電源から電力供給を受けて発熱する第1の発熱体と、
補助電源から電力供給を受けて発熱する第2の発熱体と、
前記第1の発熱体によって加熱される主加熱部と、
前記第2の発熱体によって加熱される補助加熱部と、
前記外部電源から前記補助電源への充電を行う充電装置と、
を備えた定着装置において、
定着装置周囲の環境温度を感知する温度感知手段と、
前記外部電源から前記補助電源への充電を行うか、前記補助電源からの第2の発熱体への電力供給を行うかを切替制御する制御手段とを備え、
前記充電装置は、待機状態において前記補助電源を充電するものであり、
前記待機状態から復帰した直後の画像形成中において前記温度感知手段で感知した環境温度が所定値より低い場合には、当該画像形成中における前記発熱体に電力が供給されていないときに前記補助電源を充電するため、前記制御手段は、前記温度感知手段からの温度情報に関し、2つの閾値温度T1及びT2を設定し、それぞれこの閾値温度に対して補助電源の電圧値になる規定の充電量V1及びV2を与えるように前記補助電源の充電時間を制御するものであり、
前記閾値温度T1及びT2はT1>T2であり、前記充電量V1及びV2はV1<V2であって、前記閾値温度T1が前記充電量V1に対応し、前記閾値温度T2が前記充電量V2に対応する、
ことを特徴とする定着装置である。
The invention of claim 1
A fixing device provided in an image forming apparatus,
A first heating element that generates heat upon receiving power from an external power source;
A second heating element that generates heat upon receiving power from an auxiliary power source;
A main heating part heated by the first heating element;
An auxiliary heating unit heated by the second heating element;
A charging device for charging the auxiliary power source from the external power source;
In the fixing device provided with
Temperature sensing means for sensing the ambient temperature around the fixing device;
Control means for switchingly controlling whether to charge the auxiliary power source from the external power source or to supply power to the second heating element from the auxiliary power source,
The charging device is for charging the auxiliary power supply in a standby state,
When the environmental temperature sensed by the temperature sensing means is lower than a predetermined value during image formation immediately after returning from the standby state, the auxiliary power supply is used when power is not supplied to the heating element during the image formation. The control means sets two threshold temperatures T1 and T2 with respect to the temperature information from the temperature sensing means, and the specified charge amount V1 which becomes the voltage value of the auxiliary power supply for each of the threshold temperatures. And V2 to control charging time of the auxiliary power supply ,
The threshold temperatures T1 and T2 are T1> T2, the charge amounts V1 and V2 are V1 <V2, the threshold temperature T1 corresponds to the charge amount V1, and the threshold temperature T2 is equal to the charge amount V2. Corresponding,
The fixing device is characterized in that.

請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、前記画像形成中において前記温度感知手段で感知した環境温度が所定値より高い場合には、当該画像形成中における前記発熱体に電力が供給されていないときに前記補助電源充電しないことを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, in the fixing device according to claim 1, when the environmental temperature sensed by said temperature sensing means before Kiga image being formed is higher than a predetermined value, power to the heating element during the image forming There characterized in that it does not charge the pre Symbol auxiliary power when not being supplied.

請求項3の発明は、請求項1または2の定着装置において、前記画像形成中であって、前記発熱体に電力が供給されていないときの前記補助電源への充電が、その許容最大充電量未満の所定の値となるよう制御することを特徴とする。
The invention according to claim 3, in the fixing device according to claim 1 or 2, a front Kiga image formation in, said charging of the auxiliary power supply when the power to the heating element is not supplied, the maximum that allowed and controlling to a predetermined value less than the charging amount.

請求項4の発明は、請求項3に記載の定着装置において、前記温度感知手段で感知した温度に応じて、前記補助電源への充電量を調整することを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to claim 3, in accordance with the prior SL temperature sensing means temperature sensed by, and adjusting the charge amount for the auxiliary power supply.

請求項5の発明は、請求項4に記載の定着装置において、前記温度感知手段で感知した温度に応じて、予め定めた複数の充電量のいずれかを、前記補助電源へ供給することを特徴とする。
The invention of claim 5, that the fixing device according to claim 4, before SL depending on the temperature sensed by the temperature sensing means, one of a plurality of charge amount determined in advance, supplied to the auxiliary power supply It is characterized by.

請求項の発明は、請求項1からのいずれかの定着装置において、前記補助電源に電気二重層キャパシタを用いたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, an electric double layer capacitor is used as the auxiliary power source.

請求項の発明の画像形成装置は、画像形成部と、請求項1からのいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus using the image forming portion and the fixing device according to any one of the first to sixth aspects.

本発明によれば、定着装置の周囲環境温度に応じて補助電源による発熱体に対する電力供給量を調整できるので、周囲環境温度の変化に影響を受けることなく、安定した画像の定着、画像形成を図ることができる。   According to the present invention, the amount of power supplied to the heating element by the auxiliary power source can be adjusted according to the ambient environment temperature of the fixing device, so that stable image fixing and image formation can be achieved without being affected by changes in the ambient environment temperature. Can be planned.

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。図1は、本発明に係る定着装置を備えた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、例えば100枚連続通紙(75CPM(CPM:コピー速度))可能なものであり、その主な構成としては、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。例えばADF13は最大積載枚数100枚であり、読み取りユニット11は原稿100枚の読み取り時間を60秒とする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view conceptually showing an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer provided with a fixing device according to the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is capable of, for example, 100 continuous sheets (75 CPM (CPM: copy speed)), and mainly includes a reading unit 11 for reading a document, and image formation for forming an image. Unit 12, automatic document feeder (ADF) 13, document discharge tray 14 for stacking documents sent from ADF 13, sheet feed unit 19 having sheet cassettes 15 to 18, and sheet discharge unit (sheet discharge) for stacking recording sheets It is constituted by a tray 20). For example, the ADF 13 has a maximum stacking number of 100 sheets, and the reading unit 11 sets the reading time of 100 originals to 60 seconds.

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を原稿搬送ベルト23の回転により矢印B2方向へ搬送して原稿排紙トレイ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24上へ給送して原稿画像を画像読み取りユニット11によって読み取る。   Then, when the document D is set on the document table 21 of the ADF 13 and an operation on an operation unit (not shown), for example, a press operation of a print key is performed, the uppermost document D is sent out in the direction of the arrow B1 by the rotation of the pickup roller 22 Then, by the rotation of the document conveying belt 23, the paper is fed onto the contact glass 24 fixed to the image reading unit 11, and stops there. The image of the document D placed on the contact glass 24 is read by a reading device 25 located between the image forming unit 12 and the contact glass 24. The reading device 25 includes a light source 26 that illuminates the document D on the contact glass 24, an optical system 27 that forms an image of the document, a photoelectric conversion element 28 that includes a CCD that forms an image of the document, and the like. After the image reading is completed, the document D is transported in the direction of the arrow B2 by the rotation of the document transport belt 23 and discharged onto the document discharge tray 14. In this way, the document D is fed one by one onto the contact glass 24 and the document image is read by the image reading unit 11.

一方、画像形成部12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, inside the image forming unit 12, a photoconductor 30 as an image carrier is disposed. The photosensitive member 30 is driven to rotate clockwise in the drawing, and the surface is charged to a predetermined potential by the charging device 31. Further, the writing unit 32 emits a laser beam L that is light-modulated in accordance with image information read by the reading device 25, and the surface of the charged photoreceptor 30 is exposed with the laser beam L, whereby the photoreceptor is exposed. An electrostatic latent image is formed on the surface 30. When the electrostatic latent image passes through the developing device 33, the electrostatic latent image is transferred to the recording medium P fed between the photosensitive member 30 and the transfer device 34 by the opposing transfer device 34. The surface of the photoconductor 30 after the toner image is transferred is cleaned by a cleaning device 35.

画像形成部12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12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 paper feed cassettes 15 to 18 arranged below the image forming unit 12 contain recording media P such as paper, and the recording media P is fed from any of the paper feed cassettes 15 to 18 in the direction of arrow B3. The toner image formed on the surface of the photoreceptor 30 as described above is transferred onto the surface of the recording medium P. Next, the recording medium P is passed through the fixing device 36 in the image forming unit 12 as indicated by an arrow B4, and the toner image transferred to the surface of the recording medium P by the action of heat and pressure is fixed. The recording medium P that has passed through the fixing device 36 is conveyed by the discharge roller pair 37, discharged to the discharge tray 20 as indicated by an arrow B5, and stacked.

次に本発明の実施例に係る定着装置について説明する。図2は、図1に示した定着装置の細部を拡大して概念的に示した断面図である。図において定着装置200は、定着ローラ201と、これに対向配置された加圧ローラ202と、定着ローラ201内に配置される2つのヒータ(主ヒータ203及び補助ヒータ204)と、定着ローラ201の表面温度を検知する温度検知手段205と、定着ローラ201にその先端を圧接させた分離爪206とを備えている。   Next, a fixing device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view conceptually showing an enlarged detail of the fixing device shown in FIG. In the figure, a fixing device 200 includes a fixing roller 201, a pressure roller 202 disposed opposite thereto, two heaters (a main heater 203 and an auxiliary heater 204) disposed in the fixing roller 201, and a fixing roller 201. A temperature detection unit 205 that detects the surface temperature and a separation claw 206 whose tip is pressed against the fixing roller 201 are provided.

定着ローラ201は、円筒形状の金属管に離型層を配置して構成され、その内部長手方向に沿って配置された2本のヒータ203及び204によって規定の温度まで加熱されるものである。加圧ローラ202は、金属管にゴム層と離型層を配置して構成され、定着ローラ201に圧接されている。定着ローラ201と加圧ローラ202は、図示しない駆動手段により回転駆動され、そのニップ間に、前記転写装置34を通過してその表面にトナーの未定着画像を備えた記録媒体Pを通過させることによって、これに加熱と加圧を同時に与えて、像を定着させるものである。ヒータ203及び204は、温度検知手段205で検出される定着ローラの表面温度に基づいて点灯制御され、これによって定着ローラ201の表面温度が画像定着に適した温度に制御される。定着ローラ201と加圧ローラ202のニップ部を通過した記録媒体Pは、分離爪206によって定着ローラ201に付着することなく好適に排紙トレイに向けて排紙されることとなる。   The fixing roller 201 is configured by disposing a release layer on a cylindrical metal tube, and is heated to a predetermined temperature by two heaters 203 and 204 disposed along the inner longitudinal direction thereof. . The pressure roller 202 is configured by arranging a rubber layer and a release layer on a metal tube, and is in pressure contact with the fixing roller 201. The fixing roller 201 and the pressure roller 202 are rotationally driven by a driving unit (not shown), and pass through the transfer device 34 between the nips to pass the recording medium P having a toner unfixed image on the surface thereof. Thus, heating and pressurization are simultaneously applied to the image to fix the image. The heaters 203 and 204 are controlled to be turned on based on the surface temperature of the fixing roller detected by the temperature detecting unit 205, and thereby the surface temperature of the fixing roller 201 is controlled to a temperature suitable for image fixing. The recording medium P that has passed through the nip portion between the fixing roller 201 and the pressure roller 202 is preferably discharged toward the discharge tray without being attached to the fixing roller 201 by the separation claw 206.

前記2本のヒータのうち、主ヒータ203は、後述する電源回路内の外部電源(商用電源)に接続され、これによって電力供給を受け、補助ヒータ204は、後述する電源回路内の補助電源に接続され、これによって電力供給を受け、これらは独立して駆動される。これらのヒータ203及び204は、好ましくはハロゲンヒータ、ニクロム線ヒータまたはIHヒータなどで構成される。   Of the two heaters, the main heater 203 is connected to an external power supply (commercial power supply) in a power supply circuit, which will be described later, and thus receives power supply, and the auxiliary heater 204 is connected to an auxiliary power supply in a power supply circuit, which will be described later. Connected and thereby powered, they are driven independently. These heaters 203 and 204 are preferably composed of a halogen heater, a nichrome wire heater, an IH heater or the like.

図3は、本例に係る定着装置の一実施例の構成を示す回路図である。図には、定着装置の主ヒータ203及び補助204と、外部電源(商用電源)の形で与えられ、主ヒータ203に電力供給する主電源301と、主電源301から主ヒータ203への電力供給をオンオフする制御スイッチ302と、補助ヒータ204に電力供給を行う補助電源303と、補助電源303へ充電を行う充電器304と、充放電切替手段305と、この定着装置を備えた画像形成装置の周囲温度を測定する温度測定部306と、この温度測定部306で測定した温度や他の制御情報に基づいて前記充放電切替手段305を切替制御する制御部307とが示されている。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of the fixing device according to the present embodiment. In the figure, a main power supply 301 is supplied in the form of a main heater 203 and an auxiliary 204 of the fixing device and an external power supply (commercial power supply), and supplies power to the main heater 203. A control switch 302 for turning on and off, an auxiliary power source 303 for supplying power to the auxiliary heater 204, a charger 304 for charging the auxiliary power source 303, charge / discharge switching means 305, and an image forming apparatus provided with this fixing device. A temperature measurement unit 306 that measures the ambient temperature and a control unit 307 that switches and controls the charge / discharge switching unit 305 based on the temperature measured by the temperature measurement unit 306 and other control information are shown.

主電源301は、主ヒータ203に電力供給を行い、この電力供給は制御スイッチ302のオンオフによって制御される。前述の定着ローラ201は、主として主電源301で駆動される主ヒータ203の加熱によって規定温度を維持する。   The main power supply 301 supplies power to the main heater 203, and this power supply is controlled by turning on / off the control switch 302. The fixing roller 201 described above maintains a specified temperature mainly by heating of the main heater 203 driven by the main power supply 301.

補助電源303は、主電源301から電力供給を受ける充電器304によって充電可能な電源であり、補助ヒータ204に電力供給を行うことによって、主ヒータ203による定着ローラ201の加熱を補助する役割を有している。従って、この補助ヒータ204は、画像形成装置の立ち上がり時や待機状態からの復帰時、及び主電源からの最大電力を超える電力供給が必要とされる時に駆動して、装置の起動を早めたり定着ローラ201を安定的に温度調整できるようにする。   The auxiliary power supply 303 is a power supply that can be charged by a charger 304 that receives power supply from the main power supply 301, and has a role of assisting heating of the fixing roller 201 by the main heater 203 by supplying power to the auxiliary heater 204. is doing. Therefore, the auxiliary heater 204 is driven when the image forming apparatus starts up or returns from the standby state, and when power supply exceeding the maximum power from the main power supply is required, thereby accelerating the start-up of the apparatus or fixing. The temperature of the roller 201 can be stably adjusted.

好適な実施例においては、補助電源303として、電気二重層キャパシタが用いられる。電気二重層キャパシタは、その特性から、数分程度の急速な充電が可能であると共に、放電初期には高い電圧で電力供給が可能であり、立ち上がり時やオフモードからの復帰時にはこの初期放電特性が有効活用される。電気二重層キャパシタはまた、その寿命がほぼ無制限であり、繰り返しの充放電による劣化も少ないので、本発明における補助電源として用いるのに最適なものである。   In the preferred embodiment, an electric double layer capacitor is used as the auxiliary power source 303. Due to its characteristics, the electric double layer capacitor can be charged quickly for several minutes, and can be supplied with a high voltage at the beginning of discharge. Is effectively utilized. The electric double layer capacitor is also most suitable for use as an auxiliary power source in the present invention because its lifetime is almost unlimited and little deterioration occurs due to repeated charge and discharge.

補助電源303は、充放電切替手段305の切替えによって、充電器304からの充電が可能となると共に、補助ヒータ204への放電が可能となる。この回路構成において、充電器304は、主電源301が主ヒータ203に通電されていないときに充電され、また、補助電源303が補助ヒータ204に通電されていないときにこの補助電源303に充電を行う。   The auxiliary power source 303 can be charged from the charger 304 and discharged to the auxiliary heater 204 by switching the charge / discharge switching means 305. In this circuit configuration, the charger 304 is charged when the main power supply 301 is not energized to the main heater 203, and charges the auxiliary power supply 303 when the auxiliary power supply 303 is not energized to the auxiliary heater 204. Do.

温度測定部306は、この定着装置を備えた画像形成装置の周囲温度を測定するものである。定着装置において熱容量の小さい定着ローラ201を用いている場合、画像形成装置周囲の環境温度が低いと、定着不良を起こす危険性がある。実施例において制御部307は、温度測定部306で測定された温度が、規定温度よりも低く定着不良を起こす危険性があると判断する場合、画像形成中であっても、2つのヒータ203及び204への電力供給が行われていないときに、充放電切替手段305を作動させて充電器304による補助電源303への充電を実行する。この補助電源303に対する追加的な充電動作によって、補助ヒータ204への次の供給電力量が多くなり、環境温度が低い場合においても好適に定着ローラ201の温度を維持することができるようになる。   The temperature measuring unit 306 measures the ambient temperature of the image forming apparatus including the fixing device. When the fixing roller 201 having a small heat capacity is used in the fixing device, there is a risk of causing a fixing defect if the ambient temperature around the image forming apparatus is low. In the embodiment, when the control unit 307 determines that the temperature measured by the temperature measurement unit 306 is lower than the specified temperature and there is a risk of causing poor fixing, the two heaters 203 and When the power supply to 204 is not performed, the charge / discharge switching means 305 is operated to charge the auxiliary power source 303 by the charger 304. The additional charging operation for the auxiliary power supply 303 increases the amount of power supplied to the auxiliary heater 204, and the temperature of the fixing roller 201 can be suitably maintained even when the environmental temperature is low.

実施例において、制御部307は、温度測定部306からの温度情報に関し、2つの閾値温度T1及びT2を設定し、それぞれこの閾値温度に対して規定の充電量V1及びV2(これが補助電源の電圧値になる)が与えられるように、補助電源303の充電時間を制御する。すなわち、T1>T2としたとき、補助電源303には、V1<V2の充電量が与えられる。このような制御によって、環境温度が著しく低いときには、それに応じた大きい充電量が与えられ、また、環境温度がさほど低くないときには、それに応じた小さい充電量が与えられるようになり、その結果、環境温度に拘わらず定着ローラ201の温度を安定的に保つことができるようになる。なお、制御部307は、これらの充電量V1及びV2が、補助電源303をフル充電するに必要な許容最大充電量未満の値となるよう制御を行う。これによって、補助ヒータ204にはその最大電力未満の電力が供給されることとなり、定着ローラ201に過剰な熱量が与えられることが防止され、画像形成後のトナ−と転写材のブロッキング等の不具合を回避することが可能となる。   In the embodiment, the control unit 307 sets two threshold temperatures T1 and T2 with respect to the temperature information from the temperature measurement unit 306, and the specified charge amounts V1 and V2 (this is the voltage of the auxiliary power supply) with respect to the threshold temperatures, respectively. The charging time of the auxiliary power source 303 is controlled so as to be given a value. That is, when T1> T2, the auxiliary power supply 303 is given a charge amount of V1 <V2. By such control, when the environmental temperature is extremely low, a large charge amount corresponding to the environmental temperature is given, and when the environmental temperature is not so low, a small charge amount corresponding to the environmental temperature is given. The temperature of the fixing roller 201 can be stably maintained regardless of the temperature. Note that the control unit 307 performs control so that these charge amounts V1 and V2 are less than the allowable maximum charge amount necessary for fully charging the auxiliary power source 303. As a result, electric power less than the maximum electric power is supplied to the auxiliary heater 204, and an excessive amount of heat is prevented from being applied to the fixing roller 201, and problems such as toner and transfer material blocking after image formation occur. Can be avoided.

また、実施例において、さらに複数の閾値温度を設定してきめ細かく補助電源303への充電量を調整することもできる。また、前記温度測定部306からの温度情報に関し、2つの閾値温度範囲T1a〜T1b及びT2a〜T2bを設定し、それぞれこの閾値温度範囲に対して規定の充電量V1及びV2が与えられるように構成することもできる。また、上記実施例では、補助電源として電気二重層キャパシタを例として挙げているが、補助電源としてはこれに限らず、繰り返し充放電可能な電池を使用することができる。   In the embodiment, the amount of charge to the auxiliary power source 303 can be finely adjusted by setting a plurality of threshold temperatures. In addition, regarding the temperature information from the temperature measuring unit 306, two threshold temperature ranges T1a to T1b and T2a to T2b are set, and prescribed charge amounts V1 and V2 are given to the threshold temperature ranges, respectively. You can also Moreover, in the said Example, although the electric double layer capacitor was mentioned as an example as an auxiliary power supply, it is not restricted to this, The battery which can be charged / discharged repeatedly can be used.

本発明に係る定着装置を備えた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。1 is a cross-sectional view conceptually showing an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer provided with a fixing device according to the present invention. 本発明の実施例に係る定着装置の細部を拡大して概念的に示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view conceptually showing an enlarged detail of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る定着装置の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

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
15〜18 給紙カセット
19 給紙部
20 排紙トレイ
21 原稿台
22 ピックアップローラ
23 原稿搬送ベルト
24 コンタクトガラス
25 読み取り装置
26 光源
27 光学系
28 光電変換素子
30 感光体
31 帯電装置
32 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
200 定着装置
201 定着ローラ
202 加圧ローラ
203 主ヒータ
204 補助ヒータ
205 温度検知手段
206 分離爪
301 主電源
302 制御スイッチ
303 補助電源
304 充電器
305 充放電切替手段
306 温度測定部
307 制御部
11 Reading unit 12 Image forming unit 13 Automatic document feeder (ADF)
14 Document discharge trays 15 to 18 Paper feed cassette 19 Paper feed unit 20 Paper discharge tray 21 Document tray 22 Pickup roller 23 Document transport belt 24 Contact glass 25 Reading device 26 Light source 27 Optical system 28 Photoelectric conversion element 30 Photoconductor 31 Charging device 32 unit 33 developing device 34 transfer device 35 cleaning device 36 fixing device 37 discharging roller 200 fixing device 201 fixing roller 202 pressure roller 203 main heater 204 auxiliary heater 205 temperature detecting means 206 separation claw 301 main power supply 302 control switch 303 auxiliary power supply 304 Charger 305 Charge / discharge switching means 306 Temperature measurement unit 307 Control unit

Claims (7)

画像形成装置に備えられる定着装置であって、
外部電源から電力供給を受けて発熱する第1の発熱体と、
補助電源から電力供給を受けて発熱する第2の発熱体と、
前記第1の発熱体によって加熱される主加熱部と、
前記第2の発熱体によって加熱される補助加熱部と、
前記外部電源から前記補助電源への充電を行う充電装置と、
を備えた定着装置において、
定着装置周囲の環境温度を感知する温度感知手段と、
前記外部電源から前記補助電源への充電を行うか、前記補助電源からの第2の発熱体への電力供給を行うかを切替制御する制御手段とを備え、
前記充電装置は、待機状態において前記補助電源を充電するものであり、
前記待機状態から復帰した直後の画像形成中において前記温度感知手段で感知した環境温度が所定値より低い場合には、当該画像形成中における前記発熱体に電力が供給されていないときに前記補助電源を充電するため、前記制御手段は、前記温度感知手段からの温度情報に関し、2つの閾値温度T1及びT2を設定し、それぞれこの閾値温度に対して補助電源の電圧値になる規定の充電量V1及びV2を与えるように前記補助電源の充電時間を制御するものであり、
前記閾値温度T1及びT2はT1>T2であり、前記充電量V1及びV2はV1<V2であって、前記閾値温度T1が前記充電量V1に対応し、前記閾値温度T2が前記充電量V2に対応する、
ことを特徴とする定着装置。
A fixing device provided in an image forming apparatus,
A first heating element that generates heat upon receiving power from an external power source;
A second heating element that generates heat upon receiving power from an auxiliary power source;
A main heating part heated by the first heating element;
An auxiliary heating unit heated by the second heating element;
A charging device for charging the auxiliary power source from the external power source;
In the fixing device provided with
Temperature sensing means for sensing the ambient temperature around the fixing device;
Control means for switchingly controlling whether to charge the auxiliary power source from the external power source or to supply power to the second heating element from the auxiliary power source,
The charging device is for charging the auxiliary power supply in a standby state,
When the environmental temperature sensed by the temperature sensing means is lower than a predetermined value during image formation immediately after returning from the standby state, the auxiliary power supply is used when power is not supplied to the heating element during the image formation. The control means sets two threshold temperatures T1 and T2 with respect to the temperature information from the temperature sensing means, and the specified charge amount V1 which becomes the voltage value of the auxiliary power supply for each of the threshold temperatures. And V2 to control charging time of the auxiliary power supply ,
The threshold temperatures T1 and T2 are T1> T2, the charge amounts V1 and V2 are V1 <V2, the threshold temperature T1 corresponds to the charge amount V1, and the threshold temperature T2 is equal to the charge amount V2. Corresponding,
A fixing device.
前記画像形成中において前記温度感知手段で感知した環境温度が所定値より高い場合には、当該画像形成中における前記発熱体に電力が供給されていないときに前記補助電源を充電しないことを特徴とする請求項1の定着装置。   When the environmental temperature sensed by the temperature sensing means during the image formation is higher than a predetermined value, the auxiliary power source is not charged when power is not supplied to the heating element during the image formation. The fixing device according to claim 1. 前記画像形成中であって、前記発熱体に電力が供給されていないときの前記補助電源への充電が、その許容最大充電量未満の所定の値となるように制御することを特徴とする請求項1または2の定着装置。   The charging to the auxiliary power supply during the image formation and when the power is not supplied to the heating element is controlled to be a predetermined value less than the maximum allowable charge amount. Item 3. The fixing device according to item 1 or 2. 前記温度感知手段で感知した温度に応じて、前記補助電源への充電量を調整することを特徴とする請求項3に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 3, wherein a charge amount to the auxiliary power source is adjusted according to a temperature sensed by the temperature sensing unit. 前記温度感知手段で感知した温度に応じて、予め定めた複数の充電量のいずれかを、前記補助電源へ供給することを特徴とする請求項4に記載の定着装置。   5. The fixing device according to claim 4, wherein one of a plurality of predetermined charging amounts is supplied to the auxiliary power source according to the temperature sensed by the temperature sensing unit. 前記補助電源に電気二重層キャパシタを用いたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein an electric double layer capacitor is used for the auxiliary power source . 画像形成部と、請求項1から6のいずれかに記載の定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit, an image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of claims 1 to 6.
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