(57)【要約】 【課題】主電源装置から発熱部材に定格最大の１５００Ｗを供給するために、主電源装置のAC/DC電源への入力も切断している構成において、供給モード切り換え時に主電源装置のAC/DC電源が所定の電圧まで立ち上がっていないと、定着以外の電力供給が一瞬落ちて、制御部や記憶部がリセットし、予期せぬ不具合が発生する。【解決手段】  供給モード切り換え時に、主電源装置のAC/DCの出力を検知もしくは所定の時間が経過するなど切り換え禁止区間を設け、立ち上がったら主電源装置からの供給に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の電力から2次側電圧を生成する第一の電源部(101)と、
前記第一の電源部から充電を行い、充電した電力を出力する第二の電源部(102)と、
前記第一の電源部の入力電圧を入り切りする第一の切り替えSW(103)と、
前記第一の電源部の出力電圧と第二の電源部の出力電圧のいずれかを後段の負荷に出力する第二の切り替えSW(104)と、
商用電源から供給される電力で発熱する発熱体を備えた定着装置(105)と、
前記第一の切り替えSWと第二の切り替えSWを制御する制御部(106)と電源スイッチ(107)と、
を備えた画像形成装置において、
前記電源スイッチが押され、前記発熱体に商用電源から電力供給がされ、所定温度になった場合、
前記第一の切り替えSWによって、商用電源から前記第一の電源部への電力供給
を行い、
前記第一の電源部の出力電圧が所定電圧まで立ち上がった場合、
前記第二の切り替えSWによって、前記第二の電源部の出力電圧を遮断し、
前記第一の電源部からの電圧供給に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項1に記載する画像形成装置において、
前記第一の電源部の出力電圧の電圧監視手段(111)を備え、
前記制御部が前記電圧監視手段から
前記第一の電源部の出力電圧が所定電圧まで立ち上がったと判断した場合、
前記第二の切り替えSWによって、前記第二の電源部の出力電圧を遮断し、
前記第一の電源部からの電圧供給に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項1に記載する画像形成装置において、
前記第一の電源部の出力電圧が所定電圧まで立ち上がる時間が経過した場合、
前記第二の切り替えSWによって、前記第二の電源部の出力電圧を遮断し、
前記第一の電源部からの電圧供給に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱部材やこれと異なる電力要求部に電流を供給する電流供給手段を備えた給電制御装置と、この給電制御装置で給電制御される定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式では、記録材上に転写した未定着のトナー像を、熱と圧力で記録材上に定着する定着装置を用いる。定着装置における定着方式としては、高速性、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。ヒートローラ方式とは、ハロゲンヒータなどの発熱部材により加熱される加熱ローラ等の加熱部材と、これに対向配置されて加熱部材と圧接して圧接ニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成する対向回転体と間に、加熱部材から見て 被加熱体となる記録材を通過させて加熱する方式である。加熱部材には、鉄やアルミ等が芯金として用いられる金属ローラが主に使用されていて、温度変動を少なくするためにその熱容量が大きくされている。このため、トナーを溶融して使用可能とする温度（定着温度）へ昇温するには長い立ち上がり時間が必要であった。
【０００３】
昇温時間を短くするためには、加熱部材の熱容量を小さくするか、あるいは加熱部材（発熱部材）への投入電力を大きくすることが考えられる。
【０００４】
加熱手段に対する投入電力の増大を図るには、装置への供給電力を高めればよいが、日本国内の一般的なオフィスのコンセントなどの商用電源は、100V/15Aが一般的で、事実上1500Wが供給電力の上限となる。その範囲内で定着装置だけでなく、その他の駆動部への供給も行う必要があり、電力加熱手段への供給電力を一般的な商業電源単独で増やすことは 困難であった。
【０００５】
このような背景の中、最大供給電力量を増やして定着装置の温度低下防止を実現する手法として、商用電源（100V/15A）と異なる充電可能な補助電源装置を備えた画像形成装置が提案されている。
【０００６】
特許文献１では、電力供給手段として主電源装置と補助電源装置を備え、主電源装置のみから発熱部材へ電力を供給し、主電源装置と補助電源装置の両方から前記発熱部材とは異なる電力要求部に電力を供給する第１の電力供給モードと、主電源装置のみから発熱部材とそれとは異なる電力要求部に電力を供給する第２の電力供給モードとを備え、
第２の電力供給モードにおける発熱部材への供給電力を、第１の電力供給モードより少なくすることを特徴とするものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-324226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術では、大電力が必要とされる装置立ち上げ直後に主電源装置から発熱部材に定格最大の1500Wを供給し、定着以外の電力を補助電源装置から供給している。その後、発熱部材が所定温度になったら供給モードを切り替え、定着以外の電力を主電源装置から供給している。
【０００９】
主電源装置から発熱部材に定格最大の1500Wを供給するために、主電源装置のAC/DC電源への入力も切断している構成において、供給モード切り換え時に主電源装置のAC/DC電源が所定の電圧まで立ち上がっていないと、定着以外の電力供給が一瞬落ちて、制御部や記憶部がリセットし、予期せぬことが発生する。このような場合について、先行文献においても考慮されていないように、これまでに対策案が提案されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
供給モード切り換え時に、主電源装置のAC/DCの出力を検知もしくは所定の時間が経過するなど切り換え禁止区間を設け、主電源装置のAC/DC電源が所定の電圧へ立ち上がるまで定着以外の電力を補助電源装置から供給し、立ち上がったら主電源装置からの供給に切り替える。
【発明の効果】
【００１１】
本願実施例により、定着以外の電力供給が一瞬落ちることを防ぎ、安定した電力供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本願実施例の外観図
【図２】本願実施例の制御ブロック図
【図３】本願実施例のフローチャート
【図４】本願実施例のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[実施例１]
[画像形成装置の構成]
図1は、本願実施例の画像形成装置100の外観図である。画像形成装置100は、第一の電源部101、第二の電源部102、定着装置105、電源スイッチ107を備えている。
【００１４】
図2は、本願実施例の制御ブロック図である。画像形成装置100は図1で説明した構成と、第一の切り替えSW103、第二の切り替えSW104、CPU106、第三の切り替えSW108、昇圧回路109、電池残量監視手段110、電圧監視手段111、第四の切り替えSW112、定着電源113、第五の切り替えSW114、温度検知手段115を備えている。
【００１５】
電源スイッチ107は、ユーザによる画像形成装置の主電源をオンまたはオフする操作を受け付けるために設けられている。なお，電源スイッチ107は，機械的に電源供給ラインを切断するスイッチではない。また，電源スイッチ107は，ユーザによる押下操作を受けたときに電気的な信号を発するキーの一種である。
【００１６】
また、CPU 106は，画像形成装置100における各種機能を実現するための演算を実行し，画像処理制御の中枢となるものである。
【００１７】
画像形成装置100の電源OFF時における各切り換え手段の状態は、図2の状態であり、第一の切り替えSW103がON、第二の切り替えSW104が第一の電源部から給電設定、第三の切り替えSW108がON、第四の切り替えSW112がOFF、第五の切り替えSW114がOFFである。このため、電源OFF時においてもCPU 106と電源スイッチ107は第一の電源部101を介し電力供給されているものとする。
【００１８】
[画像形成装置の電気的構成]
続いて，画像形成装置100の電気的構成について説明する。第一の電源部101は、第一の切り替えSW103が切り替わり、商用電源からAC電源を入力したときにAC/DCコンバータによりDC電源を出力する。
【００１９】
第二の電源部102は、第一の電源部101から充電した蓄電電力を、装置立上げ時や省エネモード復帰時など、定着装置105へより多くの電力供給が望まれる任意のタイミングの時に第二の切り替えSW104が切り替えられることで放電供給され、定着以外の駆動部へ給電を行う。第二の電源部102は例えば、リチウムイオン電池や電気二重層キャパシタなどである。
【００２０】
第一の切り替えSW103は、第三の切り替えSW108が切り替えられることで第二の電源部102から電源供給され、切り替わる。第二の切り替えSW104は、CPU 106からの信号により切り換えられ、定着以外の駆動部への給電を第一の電源部101からか第二の電源部102からかを切り替える。昇圧回路109は、DC/DCコンバータなどの変圧手段を有し、第二の電源部102からの出力電力を画像形成装置側の負荷に応じた所定の電圧に調整する用に構 成されている。電池残量監視手段110は、第二の電源部102の電源残量を検知し、CPU 106に出力するものである。
【００２１】
第三の切り替えSW108は、CPU 106からの信号により切り換えられ、第二の電源部102から第一の切り替えSW103への給電を切り替えるものである。CPU 106は、電池残量監視手段110の出力信号から第二の電源部102の電池残量が閾値以下になったと判断した場合、第三の切り替えSW108をONし、第一の切り替えSW103に給電を行う。電圧監視手段111は、第一の電源部101の出力電圧を検知してCPU 106へ出力する。
【００２２】
第四の切り替えSW112は、CPU 106からの信号により切り換えられ、商用電源から定着電源113に給電する。定着電源113はCPU 106からの信号で定着装置105への電力調整を行う。
【００２３】
第五の切り替えSW114は、CPU 106からの信号により切り換えられ、第一の電源部101から第二の電源部102への給電を切り替えるものであり、ONされた場合、第二の電源部102は充電を行う。
【００２４】
温度検知手段115は、定着装置105の温度を検知し、CPU 106に出力するものであり、例えばサーミスタなどである。
【００２５】
[定着装置の構成]
定着装置105とこれに関連する構成部について説明する。定着装置105は、図示しない駆動源によって回転される加熱ローラと、加熱ローラの外周面に圧接して圧接ニップ部を形成する加圧ローラとを備え、 圧接ニップ部にトナー画像を転写された用紙を導入して挟持搬送させることで、トナー画像を用紙に熱と圧力で固着するものである。加熱ローラは、 その内部に発熱部材としてのハロゲンヒータを備えていて、このハロゲンヒータに定着電源113から電力が供給されて発熱することで、その表面が所定の温度としての定着温度まで昇温される。
【００２６】
次に、発熱制御手段について説明する。定着電源113は、商用電源からの電力供給を制御する主電力制御手段としてのトライアックなどの周知のスイッチ素子及び電力配分手段を備えている。日本では100Vの電圧で15A程度の電流容量に制限されているので、商用電源からの電力は1500W程度が最大電力とされている。スイッチ素子は、CPU 106と接続されていて、CPU 106によってオン状態とされることでハロゲンヒータに対して通電をすると共に、連続してオン／オフ制御されることで、ハロゲンヒータへの総通電流量を制御して発熱量を調整している。
【００２７】
[電源立ち上げ処理時の動作]
次に上記のように構成された本実施例にかかる画像形成装置100において、電源立ち上げ処理時の動作について図3のフローチャートと図4のタイミングチャートを参照して説明する。なお、本画像形成装置100の画像形成動作（複写・印刷・FAX動作等）については従来と同様であるため説明を省略し、以下では、本画像形成装置100の特徴的な動作（電源立ち上げ処理）について説明する。また、下記で動作を説明する各切り換え手段の電源OFF時の状態は以下とする。
【００２８】
第一の切り替えSW：ON（供給）
第二の切り替えSW：第一の電源部からの給電
第三の切り替えSW：ON（供給）
第四の切り替えSW：OFF（切断）
まず、画像形成装置100の電源オフ状態から、電源スイッチ107が押下されると（S301,t1）、CPU 106が電源スイッチ107からの信号を検知して、第二の切り替えSW104を切り替え、定着以外の駆動部へ第二の電源部102から給電を行う。(S302,t2)この時、電池残量監視手段110から第二の電源部102の電池残量が閾値以下とCPU 106が判断した場合、前記第二の電源部102からの給電切り換えを行わない。その場合、第一の電源部101のみから電力供給を行う通常の電源立ち上げ処理となり、下記で説明する通常よりも早い電源立ち上げ処理を行わないものとする。
【００２９】
次にCPU 106は、第三の切り替えSW108をOFFし、第二の電源部102から第一の切り替えSW103への給電を停止する (S303,t3) 。前記第一の切り替えSW103への給電停止に伴い、第一の切り替えSW103はOFFとなる(S304,t3)。
【００３０】
その後、CPU 106は、第四の切り替えSW112をONし、定着電源113から定着装置105に供給可能な最大電力(1500W)を給電する (S305,t4) 。温度検知手段115により定着装置105内のハロゲンヒータが所定温度に到達したとCPU 106が判断した場合(S306,t5)、第三の切り替えSW108をONし、第二の電源部102から第一の切り替えSW103へ給電する。(S307,t5)  所定温度は、トナーが融解するために設定された目標温度であり、例えば180℃とする。
【００３１】
前記第一の切り替えSW103への給電に伴い、第一の切り替えSW103はONとなる(S308,t5)。商用電源から第一の電源部101にAC電源が供給され、AC/DCコンバータにより、DC電源が生成される(t5) 。電圧監視手段111により第一の電源部101の出力電圧が所定電圧になったとCPU 106が検知した場合(S309,t6)、CPU 106は第二の切り替えSW104を切り替え、定着以外の駆動部への給電を第一の電源部101から行う (S310,t6) 。
【００３２】
所定電圧は、定着以外の駆動部の最低動作電圧であり、例えば21.6Vとする。前記切り換え方法として、電圧監視手段111を用いず、所定時間経過した後に第二の切り替えSW104を切り替えるとしてもよい。その後、通常の立上げ処理を行い、スタンバイ状態に移行する(S311)。
【００３３】
上記動作は、省エネモード解除時も同じである (t8,t9,t10,t11,t12,t13) 。
【００３４】
なお、本実施例ではハロゲンヒータを用いた定着装置について説明したが、この限りではない。ハロゲンヒータ以外の熱源や定着方式においても同様に、立ち上げ時の電力を全て定着装置に供給する構成をとる場合には、有効である。
【符号の説明】
【００３５】
100は、画像形成装置
101は、第一の電源部
102は、第二の電源部
103は、第一の切り替えSW
104は、第二の切り替えSW
105は、定着装置
106は、CPU
107は、電源スイッチ
108は、第三の切り替えSW
109は、昇圧回路
110は、電池残量監視手段
111は、電圧監視手段
112は、第四の切り替えSW
113は、定着電源
114は、第五の切り替えSW
115は、温度検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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