(57)【要約】  【課題】  着脱自在のユニット装置に搭載されている蓄電装置を充電する際に流れる大きな充電電流（突入電流）を抑制することができる画像形成装置を提供すること。  【解決手段】  定着ユニットや感光体ユニットなどの着脱自在のユニット装置を備えた画像形成装置において、ユニット装置側に、この着脱自在なユニット装置の装着状態を検知する着脱検知装置、およびバックアップ電源として機能する電気二重層キャパシタ（蓄電回路）を備える。そして、着脱検知装置は、ユニット装置が取り外された場合やドアスイッチの接点が開放された場合など、本体装置に搭載された主電源装置からの電力供給が遮断された時に、電気二重層キャパシタから電力が供給される。また、電気二重層キャパシタの充電開始時に流れる充電電流（突入電流）を抑制するための電力抑制回路を、主電源装置と電気二重層キャパシタの間に設ける。  【選択図】  図１
2006065162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱自在のユニット装置を有する画像形成装置であって、
前記ユニット装置および当該画像形成装置に設けられた他の装置の動作電力を供給する主電源装置と、
前記ユニット装置内に配設され、前記ユニット装置の装着の有無を検知する着脱検知装置と、
前記ユニット装置内に配設され、前記ユニット装置の装着時に前記主電源装置からの供給電力により充電される、前記着脱検知装置の動作電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置の充電開始時における充電電流量を抑制する電力抑制手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
本体部に設けられた当該画像形成装置の主制御装置と、
前記ユニット装置内に配設され、前記ユニット装置と前記主制御装置との間における信号の伝達を可能にする接続装置と、
前記着脱検知装置内に配設され、前記着脱検知装置の検知結果を格納する記憶装置と、
を備え、
前記着脱検知装置は、前記主電源装置からの電力供給時に、前記接続装置へ検知結果を出力し、前記主電源装置からの電力供給の停止時に、前記記憶装置へ検知結果を出力し、
前記蓄電装置は、前記主電源装置からの電力供給の停止時に、前記着脱検知装置に動作電力を供給することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ユニット装置は、加熱装置を備え、前記加熱装置より発生した高温の熱を用いて、記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニット装置であり、
前記定着ユニット装置は、当該定着ユニット装置が高温であることを警告する表示装置を備え、
前記蓄電装置は、前記主電源装置からの電力供給の停止時において、前記着脱検知装置により当該定着ユニット装置が本体装置から取り外されたことを検知した場合、前記表示装置へ電力を供給することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ユニット装置の収納部を保護するカバーと、
前記カバーの開／閉動作と連動して、電力供給ライン上の接点を開放／短絡する切替手段と、
前記切替手段における接点の切替状態を検知する接点検知手段と、
を備え、
前記電力抑制手段は、前記接点検知手段により前記接点が開放状態から短絡状態への切り替わりが検知された場合に動作することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱自在のユニット装置を備えた画像形成装置に関し、特に、ユニット装置の着脱を検知する着脱検知装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子複写装置やファクシミリ装置、プリンタ装置などに代表される画像形成装置においては、定着ユニット、感光体ユニット、現像ユニット、トナーユニット、定着オイル塗布ユニットなどのように本体装置からの着脱が自在にできるユニット装置を複数備えている。これらのユニット装置は、画像形成装置を動作させる際に確実に本体装置に装着されている必要がある。
ところが、これらのユニット装置の交換時などに、適切に装着されていない状態において画像形成装置を動作させてしまうと、適切に画像形成処理が行われない等といった不具合が生じるおそれがあった。
そこで、従来このような着脱自在のユニット装置を備えた画像形成装置において、ユニット装置の装着状態を検知するための技術が、下記の特許文献をはじめ種々提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０６１２６号公報
【０００４】
特許文献１には、着脱自在のユニット装置であるプロセスカートリッジ装置の着脱を検知する検知装置を備え、さらにこのプロセスカートリッジ装置に、充電可能な２次電池等で構成されたバックアップ電源を設けた画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、例えば、本体の電源がオフ状態であったり、カバーが開状態である時など、本体装置からの電力供給が停止している場合に、バックアップ電源から検知装置へ電力が供給されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１で提案されている画像形成装置に搭載されているバックアップ電源で用いられている２次電池は、重金属を含んでいるため、装置が破棄された場合に、環境に悪影響を与えるおそれがある。
そのため、近年では、重金属を含まない電気二重層キャパシタ（コンデンサ）など、化学反応を伴わない蓄電素子が、バックアップ電源に多用されるようになってきている。
しかしながら、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子は、蓄電されている電荷が少ない状態において充電が開始される場合などに、大きな充電電流（突入電流）が流れるといった不具合が生じるおそれがある。
また、着脱自在のユニット装置に搭載される電気二重層キャパシタなどの蓄電素子は、その構造上、大型化することが困難であるため、供給できる電力量が限られるなどの課題を有している。
この他、高温となる定着ユニット装置が着脱自在に構成されている画像形成装置では、この定着ユニット装置を扱う操作者の安全性の向上の課題も有している。
【０００６】
そこで、本発明は、着脱自在のユニット装置に搭載されている蓄電装置を充電する際に流れる大きな充電電流（突入電流）を抑制することができる画像形成装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、主電源装置からの電力供給の停止時における、着脱自在のユニット装置に搭載されている蓄電装置の消費電力を低減することができる画像形成装置を提供することを第２の目的とする。
さらに、本発明は、主電源装置からの電力供給の停止時であっても、高温となる定着ユニット装置に適切に警告を表示することができる画像形成装置を提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、着脱自在のユニット装置を有する画像形成装置であって、前記ユニット装置および当該画像形成装置に設けられた他の装置の動作電力を供給する主電源装置と、前記ユニット装置内に配設され、前記ユニット装置の装着の有無を検知する着脱検知装置と、前記ユニット装置内に配設され、前記ユニット装置の装着時に前記主電源装置からの供給電力により充電される、前記着脱検知装置の動作電力を供給する蓄電装置と、前記蓄電装置の充電開始時における充電電流量を抑制する電力抑制手段と、を備えることにより前記第１の目的を達成する。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、本体部に設けられた当該画像形成装置の主制御装置と、前記ユニット装置内に配設され、前記ユニット装置と前記主制御装置との間における信号の伝達を可能にする接続装置と、前記着脱検知装置内に配設され、前記着脱検知装置の検知結果を格納する記憶装置と、を備え、前記着脱検知装置は、前記主電源装置からの電力供給時に、前記接続装置へ検知結果を出力し、前記主電源装置からの電力供給の停止時に、前記記憶装置へ検知結果を出力し、前記蓄電装置は、前記主電源装置からの電力供給の停止時に、前記着脱検知装置に動作電力を供給することにより前記第２の目的を達成する。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、前記ユニット装置は、加熱装置を備え、前記加熱装置より発生した高温の熱を用いて、記録媒体にトナー像を定着させる定着ユニット装置であり、前記定着ユニット装置は、当該定着ユニット装置が高温であることを警告する表示装置を備え、前記蓄電装置は、前記主電源装置からの電力供給の停止時において、前記着脱検知装置により当該定着ユニット装置が本体装置から取り外されたことを検知した場合、前記表示装置へ電力を供給することにより前記第３の目的を達成する。
【００１０】
請求項４記載の発明では、請求項１、請求項２または請求項３記載の発明において、前記ユニット装置の収納部を保護するカバーと、前記カバーの開／閉動作と連動して、電力供給ライン上の接点を開放／短絡する切替手段と、前記切替手段における接点の切替状態を検知する接点検知手段と、を備え、前記電力抑制手段は、前記接点検知手段により前記接点が開放状態から短絡状態への切り替わりが検知された場合に動作する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄電装置の充電開始時における充電電流量を抑制する電力抑制手段を設けることにより、充電装置へ流れる突入電流を低減させることができるため、過電流による回路の焼き付き等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示した図である。
画像形成装置１は、主電源スイッチ（ＳＷ）１１、主電源装置１２、ドアスイッチ（ＳＷ）１３、電力抑制回路１４、主制御装置１５および着脱自在ユニット２を備えている。
主電源スイッチ１１は、商用電源（１００Ｖ）のオン／オフを行うためのスイッチである。
主電源装置１２は、交流１００Ｖまたは２００Ｖの商用電源を画像形成装置１の各装置および回路に供給する直流電圧に変換して供給するための電源装置である。なお、主電源装置１２へ入力される商用電源のオン／オフは、主電源スイッチ１１のオン／オフにより行われるようになっている。
【００１３】
ドアスイッチ１３は、画像形成装置１の内部を保護するために設けられているカバー（ドア）の開閉動作と連動して電力供給ライン（回路）のオン／オフをする機械スイッチである。
操作者によりカバー（ドア）が開かれると、即ち、ドアスイッチ１３がオフ状態となると、主電源装置１２から画像形成装置１の各部へ電力を供給するための電力供給ラインがオープン（開放）状態となり、装置への電力供給が遮断されるようになっている。なお、カバー（ドア）が閉じられると、即ち、ドアスイッチ１３がオン状態となると、電力供給ラインがショート（短絡）状態となり、再び、装置への電力供給が可能な状態となる。
このドアスイッチ１３を設けることにより、カバー（ドア）が開かれた場合に画像形成装置１の各部への電力供給を速やかに遮断することができるため、操作者の感電事故などを防止することができる。
【００１４】
電力抑制回路１４は、画像形成装置１の起動時やドアスイッチ１３がオフ状態からオン状態に切り替わる時など、主電源装置１２の出力電圧が画像形成装置１内の各装置へ印加される時に、画像形成装置１内の各装置に印加される電圧を段階的（徐々）に上昇させるように制御する回路である。このように、電圧を段階的に上昇させながら印加することにより、画像形成装置１内の各装置へ供給される電流量を段階的に上昇させながら供給することができる。即ち、投入時における画像形成装置１内の各装置へ供給される電力を抑制することができる。
【００１５】
この電力抑制回路１４を設けることにより、主電源装置１２の出力電圧が画像形成装置１内の各装置へ印加される時に、各装置に備えられている静電容量を有するコンデンサへの充電電流、つまり回路を流れる突入電流の低減化を図ることができる。
主制御装置１５は、画像形成装置１の動作を制御するための装置であり、予め記憶部に格納されている各種プログラムを起動し、このプラグラムに従って各処理を実行する。
なお、主制御装置１５は、ドアスイッチ１３の開閉状態を検知する機能を有し、ドアスイッチ１３の開閉状態の検出結果に基づいて、電力抑制回路１４の制御を行うようにしている。
【００１６】
着脱自在ユニット２は、画像形成装置１の本体装置に対して着脱自在に構成されたユニットの総称であり、画像形成装置１における着脱自在ユニット２としては、例えば、定着ユニット、感光体ユニット、現像ユニット、トナーユニット、定着オイル塗布ユニットなどがある。
なお、着脱自在ユニット２の取り外しは、カバー（ドア）を開いて行われるようになっているため、着脱自在ユニット２の着脱は、ドアスイッチ１３のオン／オフ動作を伴う。
この着脱自在ユニット２は、電源ユニット２１、着脱検出（検知）装置２２、インターフェース２３を備えている。
【００１７】
電源ユニット２１は、着脱自在ユニット２内の各部位へ供給される直流電圧を供給するための電源装置であり、充電制御回路２１１、蓄電回路２１２、定電圧回路２１３を備えている。
充電制御回路２１１は、蓄電素子へ流れる充電電流を制御する回路である。
蓄電回路２１２は、静電容量を有するコンデンサ（キャパシタ）、即ち、蓄電素子からなる回路である。
定電圧回路２１３は、所定の安定した直流電圧を出力する回路であり、３端子電源レギュレータなどから構成されている。
【００１８】
図２は、電源ユニット２１の内部回路の概略構成を示した図である。
電源ユニット２１は、インターフェース２３へ出力する経路と着脱検出装置２２へ出力する経路との２系統の出力経路を有している。
インターフェース２３へ出力する経路は、電源ユニット２１に印加された電圧が直接インターフェース２３へ印加されるように構成されている。従って、電源ユニット２１への給電が停止した場合には、インターフェース２３への電力供給も停止する。
一方、着脱検出装置２２へ出力する経路は、ダイオードＤ１〜Ｄ３、コンデンサＣおよび定電圧回路２１３から構成されている。
詳しくは、図２に示すように、ダイオードＤ１およびダイオードＤ２は、直列に接続され、Ｄ２の後段（カソード端子側）にコンデンサＣが接続されている。
コンデンサＣの＋端子（ダイオードＤ２のカソード端子）は、定電圧回路２１３の入力端子と接続され、定電圧回路２１３の出力端子は、ダイオードＤ３のアノード端子と接続されている。
ダイオードＤ３のカソード端子は、電源ユニット２１の出力端子と直結されている。
また、ダイオードＤ１のカソード端子は、ダイオードＤ３のカソード端子（電源ユニット２１の出力端子）と接続されている。
なお、定電圧回路２１３の出力電圧は、主電源装置１２から電源ユニット２１へ供給される電圧よりも低く設定されている。
【００１９】
ダイオードＤ１〜Ｄ３は、整流接合を有する半導体で形成された整流素子である。
ダイオードＤ１は、着脱検出装置２２から電源ユニット２１の入力端子の前段（本体装置側）への逆流電流を阻止するための逆流防止素子である。
ダイオードＤ２は、コンデンサＣの逆流電流を阻止するための逆流防止素子であり、充電制御回路２１１を構成する。
ダイオードＤ３は、定電圧回路２１３の出力端子から定電圧回路２１３内へ電流が流れ込むことを阻止するための逆流防止素子である。
【００２０】
コンデンサＣは、バックアップ電源として機能する蓄電素子であり、蓄電回路２１２を構成する。本実施の形態においては、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いて構成されている。
電気二重層キャパシタとは、活性炭と電解液の界面に発生する電気二重層を動作原理として利用したコンデンサであり、従来のコンデンサで用いられている固有物質の誘電体は無く、電池のように充放電に化学反応を利用したものでもない環境性に優れたクリーンな素子である。
このような、重金属を含まない蓄電素子を用いることにより、廃棄時においても環境に悪影響を与えないようにすることができる。
【００２１】
図１の説明に戻り、着脱検出（検知）装置２２は、着脱自在ユニット２の装着状況を検知するための検出（検知）装置であり、着脱自在ユニット２と本体装置との装着（接続）状態を監視する着脱センサ２２１および着脱センサ２２１による検出結果を格納する記憶装置２２２を備えている。
また、インターフェース２３は、主制御装置１５との信号（データ）の遣り取りを可能にするための接続装置として機能する装置である。
なお、着脱検出装置における検出結果は、インターフェース２３を介して主制御装置１５へ転送されるようになっている。
【００２２】
次に、このように構成された画像形成装置１の回路動作について説明する。
画像形成装置１は、電源コードを介して入力される商用電源で動作するようになっている。主電源スイッチ１１がオンになると、主電源装置１２への商用電源の入力が開始され、主電源装置１２が起動する。
主電源装置１２が起動すると、画像形成装置１内の各装置（各部位）への電力供給が開始される。これにより主制御装置１５が起動し、画像形成装置１内の各装置（各部位）の初期設定が行われる。
主電源装置１２からドアスイッチ１３および電力抑制回路１４を介して着脱自在ユニット２に電力が供給される。
着脱自在ユニット２に供給された電力は、電源ユニット２１内で２系統に分岐された回路を介してインターフェース２３および着脱検出（検知）装置２２へ供給される。
【００２３】
電源ユニット２１は、着脱自在ユニット２が本体装置に装着され、主電源装置１２からの電力供給が行われている場合において、図２の実線で示す経路を介して着脱検出（検知）装置２２へ電力が供給される。詳しくは、電源ユニット２１へ電圧が印加されると、ダイオードＤ１のみを介して着脱検出（検知）装置２２へ電力を供給するようになっている。即ち、ダイオードＤ２、コンデンサＣ、定電圧回路２１３およびダイオードＤ３はバイパスされる。
但し、コンデンサＣが充電されていない場合には、ダイオードＤ１およびダイオードＤ２を介して充電電流がコンデンサＣに供給されるようになっている。
【００２４】
一方、着脱自在ユニット２が本体装置から外されている時やカバー（ドア）が開状態である時など、主電源装置１２からの電力供給が遮断されている場合には、電源ユニット２１は、図２の破線で示す経路を介して着脱検出（検知）装置２２へ電力を供給する。
詳しくは、電源ユニット２１への電圧印加が停止すると、コンデンサＣに蓄電された電荷を定電圧回路２１３およびダイオードＤ３を介して着脱検出（検知）装置２２へ供給するようになっている。
なお、電源ユニット２１への電圧印加が停止する時には、インターフェース２３への給電はなされないように構成されている。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る画像形成装置１では、着脱自在ユニット２への給電停止時であっても、バックアップ電源、即ちコンデンサＣに充電されている電力を用いて着脱検出（検知）装置２２を動作させることができる。
そのため、着脱自在ユニット２への給電停止時であっても、適切に着脱自在ユニット２の着脱状況を検知して検知結果を記憶装置２２２に格納（記憶）することができる。
従って、着脱自在ユニット２への給電開始時に、記憶装置２２２を読み出すことにより、容易に着脱自在ユニット２の状況を把握することができるため、給電が再開した後における画像形成処理を速やかに実行することができる。これにより、電源投入後（給電開始後）におけるファーストプリントまでの時間を短縮することができるため、利用者の利便性を向上させることができる。
【００２６】
また、本実施の形態によれば、着脱自在ユニット２への給電停止におけるバックアップ電源、即ちコンデンサＣを用いての給電は、着脱検出（検知）装置２２のみに制限しているため、インターフェース２３などへの給電はなされない。これにより、着脱自在ユニット２への給電停止時における着脱自在ユニット２内部の消費電力を低減すること、即ち、コンデンサＣの消費電荷を低減することができる。これにより、バックアップ電源、即ちコンデンサＣの容量を小さくすることができるため、安価な着脱自在ユニット２を提供することができる。
【００２７】
次に、上述した第１実施形態の変形例について説明する。
図３は、第１実施形態の変形例に係る画像形成装置１の概略構成を示した図である。
なお、ここでは、図１に示す第１実施形態と重複する箇所については、同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。
図３に示す第１実施形態の変形例である画像形成装置１では、第１実施形態において本体装置側に設けられている電力抑制回路１４を、着脱自在ユニット２側に設けるようにしたものである。
詳しくは、図３に示すように、電力抑制回路１４’を電源ユニット２１における充電制御回路２１１の前段（入力側）に設けている。
【００２８】
このように、蓄電回路２１２の前段（入力側）に電力抑制回路１４’を配設することにより、着脱自在ユニット２が本体装置に装着された時など、主電源装置１２から蓄電回路２１２への充電電流が供給される場合における、大きな充電電流（突入電流）の低減化を図ることができる。
なお、この変形例に示す画像形成装置１においては、ドアスイッチ１３のオン／オフ状態にかかわらず、電力抑制回路１４’において充電電流の制御を行うようにしているため、主制御装置１５は、ドアスイッチ１３の開閉状態の検出結果に基づいて、電力抑制回路１４’の制御をする必要がない。
【００２９】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示した図である。
なお、ここでは、図１に示す第１実施形態と重複する箇所については、同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。
第２実施形態では、上述した第１実施形態における着脱自在ユニット２が具体的に定着装置ユニット２’である画像形成装置１を例に説明する。
定着装置ユニット２’は、画像形成装置１において画像形成処理を行う際に、記録媒体に転写されたトナー像を固着させる定着機能を有する装置である。
定着装置ユニット２’では、トナー像を記録媒体上に固着させる定着方法として、ここでは、熱ローラ定着方式を用いている。
この熱ローラ定着方式とは、加熱される加熱ローラと、この加熱ローラと圧接された定着ローラによって記録媒体を挟持しながら搬送する間に、トナー像を記録媒体に加熱溶着する方式である。この熱ローラ定着方式では、加熱溶着するためにハロゲンヒータ（加熱装置）が加熱ローラまたは定着ローラの内側に配設されている。
【００３０】
このように、定着装置ユニット２’、高温に加熱される部材が装置内に配設されている。そのため、定着装置ユニット２’は高温となり、操作者による定着装置ユニット２’の着脱時には、十分に注意する必要がある。
そこで、第２実施形態に係る画像形成装置１では、この定着装置ユニット２’にさらに表示装置２４を備えている。
この表示装置２４は、定着装置ユニット２’が高温状態であることの警告を表示するための装置であり、このような高温警告を操作者へ促す必要が生じる場合、即ち、定着装置ユニット２’が本体装置から取り外された場合にのみ動作するようになっている。
【００３１】
詳しくは、この表示装置２４は、定着装置ユニット２’の高温表示を行うＬＥＤ（発光ダイオード）によって構成されている。なお、表示装置２４における定着装置ユニット２’の高温表示は、例えば、ＬＥＤを一定の周期で点滅させることによって行う。この場合、表示装置２４に点滅信号を生成するための点滅回路を設けるようにする。
また、表示装置２４は、電源ユニット２１の着脱検出装置２２側の出力から電力が供給されるように構成されている。
そのため、表示装置２４は、着脱検出装置２２と同様に、定着装置ユニット２’が本体装置から取り外された場合やドアスイッチ１３がオフ状態になった場合など、主電源装置１２からの電力供給が遮断された場合には、バックアップ電源を構成する蓄電回路２１２（コンデンサＣ）から動作電力が供給されるように構成されている。
【００３２】
この表示装置２４は、定着装置ユニット２’が本体装置から取り外されたことを着脱検出装置２２によって検出（検知）された場合に、この検出（検知）結果に基づいて高温表示（高温警告）の表示動作を行う。つまり、操作者によってカバー（ドア）が開かれた場合であっても、定着装置ユニット２’が本体装置から取り外されない限り表示装置２４は、高温表示を行わない。
このように、表示装置２４の動作条件を制限することにより、主電源装置１２からの電力供給が遮断された場合における蓄電回路２１２（コンデンサＣ）からの不要な放電、およびこの放電による充電回数を低減することができる。
また、第２実施形態では、表示装置２４を設けることにより、定着装置ユニット２’の着脱を行う操作者に対して適切に、定着装置ユニット２’が高温状態であることを警告することができるため、定着装置ユニット２’を扱う操作者の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】電源ユニットの内部回路の概略構成を示した図である。
【図３】第１実施形態の変形例に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図４】第２実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      画像形成装置
２      着脱自在ユニット
２’    定着装置ユニット
１１    主電源スイッチ
１２    主電源装置
１３    ドアスイッチ
１４    電力抑制回路
１５    主制御装置
２１    電源ユニット
２２    着脱検出装置
２３    インターフェース
２４    表示装置
２１１  充電制御回路
２１２  蓄電回路
２１３  定電圧回路
２２１  着脱センサ
２２２  記憶装置
【図１】
2006065162.tif 000003
【図２】
2006065162.tif 000004
【図３】
2006065162.tif 000005
【図４】
2006065162.tif 000006