【手続補正書】
【提出日】平成16年4月1日(2004.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】画像形成装置および画像形成方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置において、前記画像形成装置の立上げ時に、前記補助電源の状態に応じて、前記主電源のみから、又は前記主電源と前記補助電源の両方から、前記定着手段にエネルギを供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記補助電源はエネルギを蓄える手段を有し、前記補助電源の状態はそのエネルギの量であることを特徴とする請求項１項記載の画像形成装置。
【請求項３】トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外にエネルギを蓄える補助電源を備える画像形成装置において、前記画像形成装置の非動作中に前記補助電源にエネルギを蓄積することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】前記画像形成装置の非動作中は、少なくとも前記画像形成装置の最初の立上げ後、又は最初の画像形成動作終了後であることを特徴とする請求項３項記載の画像形成装置。
【請求項５】画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備え、前記第１の画像形成モードの時に前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給し、前記第２の画像形成モードの時に前記主電源のみで前記定着手段にエネルギを供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記第１と第２の画像形成モードは、少なくともプリント速度が異なるモード、又はマテリアルが異なるモードであることを特徴とする請求項第５項記載の画像形成装置。
【請求項７】画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備え、前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給して画像形成を行う場合に、前記補助電源が第１の状態の時は前記第１の画像形成モードで画像形成を行い、前記補助電源が第２の状態の時は前記第１の画像形成モードから前記第２の画像形成モードに切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記第１と第２の画像形成モードは、少なくともプリント速度が異なるモードであることを特徴とする請求項第７項記載の画像形成装置。
【請求項９】前記補助電源が第１の状態又は第２の状態はエネルギの量であることを特徴とする請求項第８項記載の画像形成装置。
【請求項１０】トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置において、前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給する際に、前記画像形成装置の動作状態に応じて前記補助電源からの前記エネルギの供給量を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】前記画像形成装置の動作状態として、画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有することを特徴とする請求項第１０項記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記第１と第２の画像形成モードは、少なくともマテリアルが異なるモードを有することを特徴とする請求項第１１項記載の画像形成装置。
【請求項１３】トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記画像形成装置の立上げ時に、前記補助電源の状態を判別するステップＡと、前記ステップＡでの判別結果に応じて、前記主電源のみから、又は前記主電源と前記補助電源の両方から、前記定着手段にエネルギを供給するステップＢとを備えたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１４】トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外にエネルギを蓄える補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記画像形成装置の非動作中に前記補助電源にエネルギを蓄積するステップＣと、前記ステップＣで蓄積したエネルギで前記定着器を付勢するステップＤとを備えたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１５】画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記第１の画像形成モードの時に前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給するステップＥと、前記第２の画像形成モードの時に前記主電源のみで前記定着手段にエネルギを供給するステップＦとを備えたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１６】画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給して画像形成を行う場合に、前記補助電源が第１の状態の時は前記第１の画像形成モードで画像形成を行うステップＧと、前記補助電源が第２の状態の時は前記第１の画像形成モードから前記第２の画像形成モードに切り替えるステップＨとを備えたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１７】トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段に前記エネルギを供給する際に、前記画像形成装置の動作状態に応じて前記補助電源から前記定着手段へのエネルギの供給量を調整することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー像を熱定着する定着手段を備えたプリンタ，複写機等の画像形成装置およびこの種の装置の画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のプリンタ，複写機では、画像情報が直接或は間接的な走査手段によって感光体を露光し、感光体上に静電気的な潜像を形成させ、その上に現像器によりトナー像として顕像化させる。
【０００３】
次に給紙部から供給された用紙にトナー像を転写し、用紙は熱定着器を通ってトナー像は永久画像として固着されるというプロセスにより画像形成が実行される。
【０００４】
このような画像形成プロセスの中では、感光体走査露光手段、特に複写機の場合は原稿情報の走査手段、感光体の高圧帯電手段、転写用紙への高圧転写手段、高温熱定着手段、さらには、用紙搬送手段を含めた動力源にいたるあらゆる部分での電力の使用個所が多く、かつそれぞれの消費電力もかなり大きくなってしまうというのが特徴となっている。
【０００５】
従来、電子写真方式のプリンタ或は複写機では、プリント速度が高速な装置で消費電力がある程度を超えると、一般的な日本国内の電源電圧である１００Ｖでは電力を十分得ることができなくなる場合があり、その場合、プリント速度を遅く設定するとか、はじめから電源電圧を２００Ｖ専用にする手法が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種のプリンタ，複写機において、プリント速度の高速化やフルカラー化に伴い、装置が必要とする電力は増大する傾向があり、この解決手法として従来用いられていたような、プリント速度を遅く設定することは、そもそもプリンタの高速化の目的と矛盾する手段であり、本質的な問題解決の手法としてはなり得ない。
【０００７】
また、電源電圧をより高電圧な仕様にしてしまうという手法は、例えば１００Ｖ電源が一般的な日本国内の場合には設置場所に特別な工事を要するため設置場所に大きな制限が生じる。さらに、より高電圧に対応した電源装置が必要になり、コスト的に割高となってしまう。
【０００８】
他にも、電力を特に必要とする定着装置の温度をあげる場合には、従来の単一電源からの供給だけではある程度の温度まであげる場合にかなり時間がかかるという問題がある。これは、通常画像形成装置が高速化したりフルカラー化するとより顕著になり、特に完全に冷え切った状態からの所要時間は実際の高速複写機では１０分以上になる場合もある。
【０００９】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、通常の装置では電力不足のため実現できなかった機能，性能を発揮することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）〜（１２）のとおりに、そして画像形成方法を次の（１３）〜（１７）のとおりに構成する。
【００１１】
（１）トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置において、前記画像形成装置の立上げ時に、前記補助電源の状態に応じて、前記主電源のみから、又は前記主電源と前記補助電源の両方から、前記定着手段にエネルギを供給する画像形成装置。
【００１２】
（２）前記補助電源はエネルギを蓄える手段を有し、前記補助電源の状態はそのエネルギの量である前記（１）項記載の画像形成装置。
【００１３】
（３）トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外にエネルギを蓄える補助電源を備える画像形成装置において、前記画像形成装置の非動作中に前記補助電源にエネルギを蓄積する画像形成装置。
【００１４】
（４）前記画像形成装置の非動作中は、少なくとも前記画像形成装置の最初の立上げ後、又は最初の画像形成動作終了後である前記（３）項記載の画像形成装置。
【００１５】
（５）画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備え、前記第１の画像形成モードの時に前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給し、前記第２ことを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（６）前記第１と第２の画像形成モードは、少なくともプリント速度が異なるモード、又はマテリアルが異なるモードである前記（５）項記載の画像形成装置。
【００１７】
（７）画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備え、前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給して画像形成を行う場合に、前記補助電源が第１の状態の時は前記第１の画像形成モードで画像形成を行い、前記補助電源が第２の状態の時は前記第１の画像形成モードから前記第２の画像形成モードに切り替える画像形成装置。
【００１８】
（８）前記第１と第２の画像形成モードは、少なくともプリント速度が異なるモードである前記（７）項記載の画像形成装置。
【００１９】
（９）前記補助電源が第１の状態又は第２の状態はエネルギの量である前記（８）項記載の画像形成装置。
【００２０】
（１０）トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置において、前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給する際に、前記画像形成装置の動作状態に応じて前記補助電源からの前記エネルギの供給量を調整する画像形成装置。
【００２１】
（１１）前記画像形成装置の動作状態として、画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有する前記（１０）項記載の画像形成装置。
【００２２】
（１２）前記第１と第２の画像形成モードは、少なくともマテリアルが異なるモードを有する前記（１１）項記載の画像形成装置。
【００２３】
（１３）トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記画像形成装置の立上げ時に、前記補助電源の状態を判別するステップＡと、前記ステップＡでの判別結果に応じて、前記主電源のみから、又は前記主電源と前記補助電源の両方から、前記定着手段にエネルギを供給するステップＢとを備えた画像形成方法。
【００２４】
（１４）トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外にエネルギを蓄える補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記画像形成装置の非動作中に前記補助電源にエネルギを蓄積するステップＣと、前記ステップＣで蓄積したエネルギで前記定着器を付勢するステップＤとを備えた画像形成方法。
【００２５】
（１５）画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記第１の画像形成モードの時に前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給するステップＥと、前記第２の画像形成モードの時に前記主電源のみで前記定着手段にエネルギを供給するステップＦとを備えた画像形成方法。
【００２６】
（１６）画像形成を行う少なくとも第１と第２の画像形成モードを有し、トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段にエネルギを供給して画像形成を行う場合に、前記補助電源が第１の状態の時は前記第１の画像形成モードで画像形成を行うステップＧと、前記補助電源が第２の状態の時は前記第１の画像形成モードから前記第２の画像形成モードに切り替えるステップＨとを備えた画像形成方法。
【００２７】
（１７）トナー像を加熱して定着する定着手段と、前記定着手段を付勢するエネルギ源として主電源以外に補助電源を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
前記主電源と前記補助電源を用いて前記定着手段に前記エネルギを供給する際に、前記画像形成装置の動作状態に応じて前記補助電源から前記定着手段へのエネルギの供給量を調整する画像形成方法。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態をデジタル複合機の実施例により詳しく説明する。なお本発明は、複合機に限らず、プリンタ，複写機，ＦＡＸ等の適宜の画像形成装置において実施することができる。また装置に限らず画像形成方法の形で実施することができる。
【００２９】
（実施例１）
図１は実施例１である“デジタル複合機”の構成を示す断面図である。図１において、１は電子写真方式の画像形成部、２は用紙搬送部、３は給紙部、４は定着部、５は排紙部、６は原稿読取り部、７ａ〜７ｃは給紙カセット、８は電源プラグ、９は交流コンセント、１０は主電源装置、１１は補助電源装置を示す。
【００３０】
本実施例では、画像形成部１にはレーザスキャナ，感光体，現像装置，帯電装置，転写装置が含まれ、給紙部３から用紙が搬送されるようになっている。
【００３１】
通常の原稿複写の場合には、原稿読取り部６において読み取られて画像処理されたイメージ情報は、レーザの発光信号に変換され、レーザスキャナからの光線は画像形成部１の感光体に対して照射される。次に、感光体上に現像装置によってトナー像が形成され、搬送されてきた用紙上に転写される。用紙は給紙カセット７ａ〜７ｃから供給され、給紙部３で画像形成部１に向けて搬送されるようになっており、画像形成部１では、電子写真プロセスによる画像形成が行われ、用紙上にトナー像が形成されて、定着部４に送られる。
【００３２】
定着部４では、トナー像がのった用紙を熱と圧力で溶融定着し、排紙部５へ送り、排紙部５より機外へ出力されるようになっている。
【００３３】
前述のプロセスで消費される電力は、通常主電源１０から各動力部へ供給される。また主電源１０はオフィス或は家庭などの交流コンセント９から電源コードでつながれており、機内の各動力部へ電力を伝達するために交流から直流への整流作用を持っている。
【００３４】
本実施例の特徴であるところの補助電源１１は二次電池であり、本体装置が設置された直後は電気の容量はないため、主電源１０から充電しなければならないが、最初の立ち上げ時やプリント動作中は動作用の電力が必要なために本体装置が非動作中に充電するようになっている。即ち、後述の図２に示すように、本体設置時は補助電源１１には電気の容量がないため、最初の立上げ時は主電源１０からの電力で稼動し、その後、本体装置がスタンバイ中である非動作中に補助電源１１に充電し、又、本体が画像形成する稼動状態後の非動作中に充電することになる。
【００３５】
一旦十分な充電ができれば、次に本体装置の電源を切ってから再度立ち上げる時には、主電源１０と補助電源１１からの両方の電力を利用して、本体立ち上げ時に最も大量の電力を必要とする定着部４の加熱昇温を高速に行うことができる。
【００３６】
図２に主電源１０と補助電源１１の電力供給シーケンスを表す。図示のように、主電源１０の電力供給量の比較的少ないスタンバイ時に補助電源１１である二次電池を充電し、主電源１０だけでは電力供給量が十分ではないウォームアップ時に、主電源１０と補助電源１１により定着部４を付勢し昇温を高速に行う。
【００３７】
本実施例によれば、従来の装置に比べておよそ半分の時間で定着部４の温度調整（以下温調という）を行えることが確認されている。
【００３８】
（実施例２）
通常電子写真方式の画像形成装置においてプリント速度を高めるために問題になるのが定着部４の温調である。これは、現像材が転写された用紙を溶融熱定着する際に用紙に熱を奪われ、単位時間あたりに定着できる枚数を多くすると定着部４の温調が間に合わなくなるためである。
【００３９】
よってこの定着部４の温調を維持するためにはより大きな電力が必要になることになる。
【００４０】
図３は実施例２のデジタル複合機の電力供給シーケンスを示す図である。本実施例では、図３に示すように、通常のプリント速度よりも一時的に高速にプリントするための動作モードを設け、その際足りなくなる電力を補うために、補助電源１１を利用している。
【００４１】
通常のプリント速度の場合は必要な電力はすべて主電源から供給されてまかなわれるが、ユーザが高速プリントモードを選択してプリントした場合、装置全体の動作シーケンスが高速プリントモードの対応したもので動作し、同時に電力は補助電源１１からも供給されるようになっている。ただし、高速プリントモードは補助電源１１内の電気容量が残っている間だけ有効で、補助電源１１内の電気容量がある程度以下になってもプリント動作要求がある場合は、自動的に通常プリント速度のシーケンスに戻るようになっている。
【００４２】
（実施例３）
電子写真方式の画像形成装置では、さまざまな種類のマテリアルに対してプリントできることが特徴となっているが、マテリアルによって熱容量が違うため、すべてのマテリアルで同じプリント速度を維持するのは困難である。
【００４３】
図４は実施例３における電力供給シーケンスを表している。本実施例では、図示のように、熱容量の大きなマテリアルのプリントの場合に、補助電源１１からの電力を併用することにより、プリント速度を維持することができる。
【００４４】
（実施例４）
一般に熱容量の大きなマテリアルには厚紙やＯＨＰフィルムがあり、使用者が操作部でこのようなマテリアルを選択すると、補助電源１１から電力が定着部４を中心に供給される。この時、プリント枚数、マテリアルの種類によって補助電源１１からの供給電力は自動的に調整される。
【００４５】
図５は本実施例における電力供給シーケンスを示す図である。この例によれば厚紙よりもＯＨＰフィルムのプリントをする時にはより大きな電力を供給するように動作する。
【００４６】
この場合も実施例２と同様にある一定のプリント速度を維持できるのは、補助電源１１の電気容量が続く限りであり、容量の残りが足りなくなると低速プリント動作シーケンスに切り替わる。
【００４７】
（実施例５）
本実施例では、補助電源１１が再充電可能な二次電池でなく、一次電源を用いることにより電力が主電源１０だけでは足りない時にタイムラグなしに電力を補助電源１１から供給することができる。
【００４８】
図６は本実施例における電力供給シーケンスを示す図である。本実施例では、補助電源１１に対して充電をする必要がないために本体装置起動直後から補助電源１１による電力供給が可能であり、このため初期からウォームアップ時間が短縮できる。
【００４９】
（実施例６）
これまで述べたように各実施例は、画像形成装置本体の立ち上がり時間，プリント速度，プリントマテリアル依存に関係して定着装置の発熱量が要因となっているが、これらの問題を解決する手法として、補助的な電源のかわりに蓄熱装置を設けたものが実施例６である。
【００５０】
蓄熱装置は、プリント動作のない時に生じる定着装置の余剰熱を利用して蓄積され、本体装置の立ち上げ時やプリント速度を速くしたり熱容量が大きなマテリアルを使用してプリントする場合に、定着装置に熱を供給する機能を有する。
【００５１】
本実施例によれば、他の実施例と同様の効果が得られる他、補助的なエネルギ源である蓄熱装置に特にエネルギを要しないので、省エネルギとなる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱定着する定着手段を付勢するエネルギ源として主電源の他に補助的なエネルギ源を別に搭載することにより、通常の装置では電力不足のために実現できなかった機能，性能を発揮することが可能になる。
【００５３】
さらに、請求項３，４，１４、記載の発明によれば、前記補助的なエネルギ源が二次電池であることにより、画像形成装置本体の電力需要が小さい時に充電ができ、本体が特に大きな電力を必要とした時に必要に応じて放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の構成を示す断面図
【図２】実施例１における電力供給シーケンスを示す図
【図３】実施例２における電力供給シーケンスを示す図
【図４】実施例３における電力供給シーケンスを示す図
【図５】実施例４における電力供給シーケンスを示す図
【図６】実施例５における電力供給シーケンスを示す図
【符号の説明】
１  電子写真方式の画像形成部
４  定着部
１０  主電源装置
１１  補助電源装置