(57)【要約】【課題】定着装置の補助電源として使用される大容量のキャパシタを効率良く充電することが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、キャパシタＣＰ１を充電するキャパシタ充電器２０３と、キャパシタＣＰ１から電力が供給されて発熱して定着ローラ１５１を加熱する定着ヒータＨＴ１と、ＡＣヒータ駆動回路２０５からＡＣ電力が供給されて発熱してＡＣ定着ローラ１５１を加熱するＡＣ定着ヒータＨＴ２と、キャパシタＣＰ１の充電電圧を検出するキャパシタ充放電回路２０８と、定着ローラ１５１の表面温度を検出するサーミスタＴＨ１１と、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＦＦされている場合に、キャパシタＣＰ１をキャパシタ充電器２０３で充電する制御部２０２と、を備えている。【選択図】      図３
2004286869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材でトナー像を熱定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
ＡＣ電力を供給するＡＣ電力供給手段と、
充電可能なキャパシタから構成される補助電源と、
前記補助電源を充電する充電手段と、
前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する主発熱部材と、
前記補助電源から電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する補助発熱部材と、
前記補助電源の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された前記補助電源の充電電圧と前記温度検出手段で検出された前記定着部材の表面温度に基づいて、前記補助電源から前記補助発熱部材への電力の供給を制御する電力制御手段と、を備え、
前記充電手段は、前記主発熱部材に前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されていない場合に、前記補助電源を充電することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記充電手段は、前記補助電源の放電時には、前記補助電源を充電しないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記充電手段は、前記ＡＣ電力供給手段による前記主発熱部材のソフトスタート時には、前記補助電源を充電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記補助電源は、電気二重層コンデンサで構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，画像形成装置に関し、詳細には、定着装置の定着部材を補助電源を使用して加熱する複写機、デジタル複合機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ装置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。この画像形成は、画像形成の高速性や画像品質、コストなどから電子写真方式が採用されている。かかる電子写真方式は、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上に定着する方式であり、定着方式としては安全性等の面からヒートロール方式が現在最も多く採用されている。ヒートロール方式は、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と、加熱ローラに対向配置される加圧ローラを圧接してニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、このニップ部でトナー像が転写された記録媒体を通じて加熱する方式である。
【０００３】
近年では、高速コピーが可能な画像形成装置が登場してきているが、高速コピーの場合には、用紙に熱を持って行かれるため熱容量の大きな定着ローラが必要となる。
【０００４】
定着ローラの熱容量が大きい場合には、定着ヒータを温めても定着ローラの温度がなかかな上がらず、定着ヒータの電力を大きくすることが必要となる。しかるに、画像形成装置に供給可能な電力には制限がある。このため、定着装置に補助電源を使用して、最大供給電力を増加させる技術が特許文献１で提案されている。かかる特許文献１では、充電可能な補助電源として大容量キャパシタを用いており、定着ヒータの立ち上げ時にその与えられた電力に加えて、大容量キャパシタの補助電源を利用することで定着ヒータの立ち上がり時間を早くする技術が提案されている。
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、補助電源に使用する大容量キャパシタを効率良く充電することができないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８４５５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、定着装置の補助電源として使用される大容量のキャパシタを効率良く充電することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、定着部材でトナー像を熱定着する定着装置を備えた画像形成装置において、ＡＣ電力を供給するＡＣ電力供給手段と、充電可能なキャパシタから構成される補助電源と、前記補助電源を充電する充電手段と、前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する主発熱部材と、前記補助電源から電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する補助発熱部材と、前記補助電源の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段で検出された前記補助電源の充電電圧と前記温度検出手段で検出された前記定着部材の表面温度に基づいて、前記補助電源から前記補助発熱部材への電力の供給を制御する電力制御手段と、を備え、前記充電手段は、前記主発熱部材に前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されていない場合に、前記補助電源を充電することを特徴とする。
【０００９】
上記発明によれば、ＡＣ電力供給手段は、ＡＣ電力を供給し、補助電源は、充電可能なキャパシタから構成され、主発熱部材は、前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されて発熱して定着部材を加熱し、補助発熱部材は、補助電源から電力が供給されて発熱して定着部材を加熱し、電圧検出手段は、補助電源の充電電圧を検出し、温度検出手段は、定着部材の表面温度を検出し、電力制御手段は、電圧検出手段で検出された補助電源の充電電圧と温度検出手段で検出された定着部材の表面温度に基づいて、補助電源から補助発熱部材への電力の供給を制御し、充電手段は、主発熱部材にＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されていない場合に補助電源を充電する。
【００１０】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記充電手段は、前記補助電源の放電時には、前記補助電源を充電しないことを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、充電手段は、前記補助電源の放電時には、前記補助電源を充電しない。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記充電手段は、前記ＡＣ電力供給手段による前記主発熱部材のソフトスタート時には、前記補助電源を充電することを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、充電手段は、前記ＡＣ電力供給手段による前記主発熱部材のソフトスタート時には、前記補助電源を充電する。
【００１４】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１つにかかる発明において、前記補助電源は、電気二重層コンデンサで構成されることを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、補助電源を電気二重層コンデンサで構成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して、本発明にかかる画像形成装置の好適な実施の形態を、（実施の形態１）、（実施の形態２）の順に詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる画像形成装置を図１〜図９を参照して説明する。
【００１８】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、本発明が適用される画像形成装置の概略のメカ構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置１は、デジタル複合機からなり、複写機能と、プリンタ機能、およびファクシミリ機能等を有している。操作部（図２参照）のアプリケーション切り替えキーにより、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能となっており、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【００１９】
画像形成装置１は、図１に示すように、原稿を原稿読取位置まで自動搬送する自動原稿送り装置（以下、「ＡＤＦ」と称する）１０と、原稿読取位置に搬送された原稿の画像情報を光学的に読み取る画像読み取り装置２０と、読み取った原稿の画像情報をプリンタユニット４０に書き込む書き込みユニット３０と、書込ユニット３０で書き込まれた原稿の画像情報のトナー像を形成して転写紙等の被転写材に転写して排出するプリンタユニット４０とを備えている。
【００２０】
図１を参照して、画像形成装置の各モードの動作を説明する。まず、複写モードの動作を説明する。複写モードでは、ＡＤＦ１０においては、原稿台１０２に原稿がその画像面を上にして置かれてなる原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿が給送ローラ１０３および給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０は、一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス１０５上の原稿は、画像入力手段としての画像読み取り装置２０によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。
【００２１】
原稿セット検知器１０９にて、原稿台１０２上に次の原稿が有ることが検知された場合には、同様に原稿台１０２上の一番下の原稿が給紙ローラ１０３および給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス１０５上の原稿は、画像読み取り装置２０によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４、および排送ローラ１０７は搬送モータ（不図示）によって駆動される。
【００２２】
給紙手段としての第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１、および第３給紙装置１１２は、選択された時に各々第１トレイ１１３、第２トレイ１１４、および第３トレイ１１５に積載された被転写材としての転写紙からなる用紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって像担持体としての感光体１１７に当接する位置まで搬送される。感光体１１７は、例えば感光体ドラムが用いられており、メインモータ（不図示）により回転駆動される。
【００２３】
画像読み取り装置２０にて読み込まれた原稿の画像情報は、図示しない画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット３０によって光情報に変換され、感光体ドラム１１７は、帯電器（不図示）により一様に帯電された後に書き込みユニット３０からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１７上の静電潜像は現像装置１１９により現像されてトナー像となる。
【００２４】
搬送ベルト１２０は、用紙搬送手段および転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット１１６から搬送される転写紙を感光体ドラム１１７と等速で搬送しながら感光体ドラム１１７上のトナー像を転写紙に転写させる。この転写紙は、定着装置１２１によりトナー像が定着され、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。感光体ドラム１１７はトナー像転写後にクリーニング装置（不図示）によりクリーニングされる。上記した、感光体ドラム１１７、帯電器（不図示）、書き込みユニット３０、現像装置１１９、および転写手段は、画像情報により画像を転写紙上に形成する画像形成手段を構成している。
【００２５】
以上の動作は通常のモードで用紙の片面に画像を複写する時の動作であるが、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、各給紙トレイ１１３〜１１５のいずれかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された転写紙は、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３側ではなく両面入紙搬送路１２４側に切り替えられ、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット１２６へ搬送される。
【００２６】
この両面搬送ユニット１２６へ搬送された転写紙は、両面搬送ユニット１２６により縦搬送ユニット１１６へ搬送され、縦搬送ユニット１１６により感光体ドラム１１７に当接する位置まで搬送された後、感光体ドラム１１７上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて定着装置１２１でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。
【００２７】
また、転写紙を反転して排出する場合には、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転された転写紙は、両面搬送ユニット１２６に搬送されずに反転排紙搬送路１２７を経て排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。
【００２８】
つぎに、プリントモードおよびファクシミリモードについて説明する。プリントモードでは、上記画像処理手段からの画像情報の代りに外部からの画像情報が書き込みユニット３０に入力されて上述の画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、上記画像読み取り手段からの画像情報が図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像情報がファクシミリ送受信部で受信されて上記画像処理手段からの画像情報の代りに書き込みユニット３０に入力されることにより、上述の画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。
【００２９】
［定着装置の構成］
図２は、図１の定着装置１２１の内部構成を示す図である。図２に示す定着装置１２１は、定着部材である定着ローラ１５１と、定着ローラ１５１を加圧する加圧部材である加圧ローラ１５２と、定着ローラ１５１の内部に配置され、定着ローラ１５１を内側から加熱する、主発熱体であるＡＣ定着ヒータＨＴ２および補助発熱体である定着ヒータＨＴ１と、定着ローラ１５１の表面に当接され、定着ローラ１５１の表面温度（定着温度）を検知する温度検出手段であるサーミスタＴＨ１１とを備えている。
【００３０】
定着ローラ１５１は、シリコンゴム等の弾性部材からなり、転写紙に転写されたトナー像の熱定着を行う。加圧ローラ１５２は、シリコンゴム等の弾性部材からなり、図示しない加圧手段により一定の加圧力で定着ローラ１５１に押し当てられている。定着ヒータＨＴ１、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、一般にハロゲンヒータが用いられるが、その他の抵抗体を使用することにしても良い。ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、ＡＣヒータ駆動回路（図３参照）からＡＣ電力が供給されて発熱（点灯）し、定着ヒータＨＴ１は、補助電源であるキャパシタ（図３参照）から電圧が供給されて発熱（点灯）する。
【００３１】
上記構成の定着装置１２１においては、定着ローラ１５１および加圧ローラ１５２は不図示の駆動機構により回転駆動され、トナーＴｏｎｅｒを担持した転写紙等のシートＰは、定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２による加熱および加圧でトナーＴｏｎｅｒがシートＰに定着されるようになっている。
【００３２】
なお、ここでは、定着部材と加圧部材は、図２に示すように、一般的にローラであることが多いが、ローラに限られず、いずれか一方または両方に無端ベルトなどを使用することにしても良い。また、定着ヒータＨＴ１，ＡＣ定着ヒータＨＴ２を、定着ローラ１５１の内部に配する構成としたが、定着ローラ１５１を加熱可能な位置であれば如何なる位置に配置することにしても良い。
【００３３】
［定着装置の電源回路］
図３は、定着装置の電源回路の構成を示す図である。図３に示す定着装置の電源回路２００は、ＡＣ電源の供給のＯＮ／ＯＦＦを行う主電源ＳＷ２０１と、画像形成装置や電源回路２００の各部を制御する制御部２０２と、キャパシタＣＰを充電するためのキャパシタ充電器２０３と、画像形成装置のＤＣ電源を生成するＤＣ電源生成回路２０４と、ＡＣ定着ヒータＨＴ２にＡＣ電力を供給するＡＣヒータ駆動回路２０５と、ＡＣ電源から入力される入力電流を検出する入力電流検出回路２０６と、インターロックスイッチ２０７と、キャパシタＣＰ１の放電を行って、定着ヒータＨＴ１に電力を供給するキャパシタ充放電回路２０８と、定着ヒータＨＴ１の補助電源であるキャパシタＣＰ１とを備えている。
【００３４】
ＡＣ電源は、主電源ＳＷ２０１および入力電流検出回路２０６を介して、ＡＣヒータ駆動回路２０５と、ＤＣ電源生成回路２０５と、およびキャパシタ充電器２０３にＡＣ電力を供給する。
【００３５】
制御部２０２は、画像形成装置および電源回路２００の各部を制御するものであり、キャパシタ充電器２０３、ＡＣヒータ駆動回路２０５、およびキャパシタ充放電回路２０８の動作を制御する。具体的には、制御部２０２は、キャパシタ充電器２０３に制御信号Ｓ１を送出して、キャパシタ充電器２０３によるキャパシタＣＰ１の充電動作を制御する。また、制御部２０２は、キャパシタ充放電回路２０８に、制御信号Ｓ３、Ｓ４を送出して、キャパシタ充放電回路２０８による定着ヒータＨＴ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。また、制御部２０２は、制御信号Ｓ８、Ｓ９をＡＣヒータ駆動回路２０８に送出して、ＡＣヒータ駆動回路２０５によるＡＣ定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。
【００３６】
入力電流検出回路２０６は、主電源ＳＷ２０１と、ＡＣヒータ駆動回路２０５、ＤＣ電源生成回路２０４、およびキャパシタ充電器２０３間に設けられており、主電源ＳＷ２０１を介して入力されるＡＣ電源の入力電流を検出して、検出電流Ｓ７を制御部２０２に出力する。この入力電流は、ＡＣヒータ駆動回路２０５、ＤＣ電源生成回路２０４、キャパシタ充電器２０３、および画像形成装置の動作状態に応じて変動する。
【００３７】
ＤＣ電源生成回路２０４は、主電源ＳＷ２０１を介して入力されるＡＣ電源に基づいて、画像形成装置内部で主に制御系で使用される電源Ｖｃｃと、主に駆動系、中高圧電源に使用される電源Ｖａａを生成して、各部に出力する。
【００３８】
インターロックスイッチ２０７は、図示しない画像形成装置のカバー類と連動してＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、画像形成装置のカバー類が開成されることにより触れることができる駆動部材、中高圧電源印加部材を有する場合には、カバー開時に該駆動部材の動作を停止または該印加部材への電圧印加を停止するよう電源を遮断する構成となっている。インターロックスイッチ２０７には、ＤＣ電源生成回路２０４で生成された電源Ｖａａの一部が入力され、このインターロックスイッチ２０７を介して、キャパシタ充放電回路２０８およびＡＣヒータ駆動回路２０５に入力される。
【００３９】
ＡＣヒータ駆動回路２０５は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ８、Ｓ９に応じて、ＡＣ定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００４０】
キャパシタ充電器２０３は、キャパシタＣＰ１と接続されており、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１に基づいて、キャパシタＣＰ１の充電を行う。
【００４１】
キャパシタＣＰ１は、電気二重層コンデンサ等の大容量のキャパシタで構成されている。キャパシタＣＰ１は、キャパシタ充電器２０３およびキャパシタ放電回路２０８に接続されており、キャパシタ充電器２０３で充電が行われ、その充電された電力は、キャパシタ充放電回路２０８のＯＮ／ＯＦＦ制御により定着ヒータＨＴ１に供給される。
【００４２】
キャパシタ充放電回路２０８は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ３、Ｓ４に応じて、キャパシタＣＰ１に蓄積された電力を放電させて、定着ヒータＨＴ１をＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００４３】
サーミスタＴＨ１１は、定着ローラ１５１の近傍に設けられており、定着ローラ１５１の表面温度に応じた検出信号Ｓ６を制御部２０２に出力する。サーミスタＴＨ１１は、その抵抗値が温度により変化するため、制御部２０２は、その抵抗値の温度変化を利用して、検出信号Ｓ６から定着ローラ１５１の表面温度を検出する。
【００４４】
［ＡＣヒータ駆動回路］
図４は、図３のＡＣヒータ駆動回路２０５の構成を示す図である。ＡＣヒータ駆動回路２０５は、図４に示すように、入力されるＡＣ電源のノイズを除去するフィルタＦＩＬ２１と、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ９に応じて、ＯＮ／ＯＦＦされる安全保護用の定着リレーＲＬ２１と、安全保護用の定着リレーＲＬ２１の逆起防止用のダイオードＤ２１と、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ８に基づいて、ＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０と、から構成されている。
【００４５】
ＡＣ電源は、フィルタＦＩＬ２１および安全保護用の定着リレーＲＬ２１を介して、定着ヒータＨＴ２の一端側に接続されている。定着ヒータＨＴ２の他端側は、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０に接続されている。
【００４６】
ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０は、ＡＣ電源をＯＮ／ＯＦＦするためのトライアックＴＲＩ２１と、トライアックＴＲＩ２１のゲートをＯＮし、また、二次側である制御部２０２からの信号を絶縁するためのフォトカプラＰＣ２１と、フォトカプラＰＣ２１の発光側ＬＥＤを駆動するためのトランジスタＴＲ２１と、コンデンサＣ２１および抵抗Ｒ２１からなるノイズ吸収用スナバ回路と、ノイズ吸収用のインダクタＬ２１と、続流防止抵抗である抵抗Ｒ２２と、フォトカプラＰＣ２１の電流制限抵抗である抵抗Ｒ２３、Ｒ２４と、で構成されている。
【００４７】
上記構成のＡＣヒータ駆動回路２０５においては、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、安全保護用の定着リレーＲＬ２１とトランジスタＴＲ２１のゲートの両方がＯＮされた状態で電力が供給されて点灯する。
【００４８】
制御部２０２は、安全保護用の定着リレーＲＬ２１に供給する制御信号Ｓ９をＯＮした状態で、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０のトランジスタＴＲ２１のゲートに供給する制御信号Ｓ８をＯＮ／ＯＦＦして、ＡＣ定着ヒータＨＴ２の点灯／消灯を制御する。
【００４９】
［キャパシタ充放電回路の構成］
図５は、図３のキャパシタ充放電回路２０８の構成を示す図である。キャパシタ充放電回路２０８は、図５に示すように、充放電用スイッチ２３１と、安全保護用の定着リレーＲＬ１１と、定着リレーＲＬ１１の逆起防止用のダイオードＤ１１と、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出する両端電圧検出回路２３２と、を備えている。
【００５０】
キャパシタＣＰ１の両端には、充放電用スイッチ２３１と安全保護用の定着リレーＲＬ１１が接続されている。充放電用スイッチ２３１は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ３によりＯＮ／ＯＦＦされる。同様に、安全保護用の定着リレーＲＬ１１は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ４によりＯＮ／ＯＦＦされる。
【００５１】
充放電用スイッチ２３１と安全保護用の定着リレーＲＬ１１の両者がＯＮされると、定着ヒータＨＴ１には、キャパシタＣＰ１に蓄積された電荷が放電して、電力が供給される。
【００５２】
両端電圧検出回路２３２は、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出して、その電圧信号Ｓ５を制御部２０２に出力する。制御部２０２は、この電圧信号Ｓ５を常時監視して、キャパシタＣＰ１の充電状態を監視する。
【００５３】
［制御部の構成］
図６は、図３の制御部２０２の概略構成を示す図である。制御部２０２は、ＣＰＵ２４１、メモリ２４２等から構成されている。
【００５４】
ＣＰＵ２４１は、画像形成装置や電源回路を制御するためのプログラムやデータを格納するためのメモリ２４２と接続されており、メモリ２４２に格納されたプログラムに基づいて、画像形成装置や電源回路２００の制御を行う。
【００５５】
ＣＰＵ２４１には、キャパシタ充放電回路２０８の両端電圧検出回路２３２で検出されたキャパシタＣＰ１の両端電圧を表す電圧信号（アナログ信号）Ｓ５、定着ローラ１５１の表面温度を検出するためのサーミスタＴＨ１１と抵抗Ｒ４１の抵抗値によって分圧された検出信号（アナログ信号）Ｓ６、および入力電流検出回路２０６で画像形成装置の入力電流を検出した検出電流（アナログ信号）Ｓ７等が入力される。
【００５６】
また、ＣＰＵ２４１は、ＩＯポートを介して、キャパシタＣＰ１の充電をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ１、充放電用スイッチ２３１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ３、安全保護用の定着リレーＲＬ１１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ４、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ８、および安全保護用の定着リレーＲ２１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ９等を出力する。
【００５７】
［定着ローラの温度制御］
図７は、定着ローラ１５１の温度制御を説明するためのタイミングチャートの一例を示している。同図（Ａ）は、定着ローラ１５１の表面温度Ｔ、同図（Ｂ）は、入力電流検出回路２０６で検出された入力電流Ｉ、同図（Ｃ）は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ、同図（Ｄ）は、キャパシタＣＰ１の放電、同図（Ｅ）はキャパシタＣＰ１の充電のタイミングをそれぞれ示している。
【００５８】
また、同図において、期間ｔ１は画像形成装置（定着ローラ１５１）の立ち上げ期間、期間ｔ２は画像形成装置の待機期間、期間ｔ３はコピー動作期間、期間ｔ４は画像形成装置の待機期間、期間ｔ５は低電力モードの期間、期間ｔ６は省エネモードの期間を示している。
【００５９】
図１０において、まず、期間ｔ１は、定着ローラ１５１の表面温度を所定温度Ｔｔに立ち上げる期間である。通常、ＡＣ電源から発熱部材であるＡＣ定着ヒータＨＴ２に電源を供給し、同図（Ａ）に示すように、定着ローラ１５１を過熱する。この期間ｔ１では、ＡＣ定着ヒータＨＴ２はフルデューティで点灯しているが、コピー動作は行っていないため、同図（Ｂ）に示すように、入力電流Ｉは、最大入力電流値Ｉｍａｘ以下となっている。
【００６０】
サーミスタＴＨ１で定着ローラ１５１の表面温度を検出し、表面温度がコピー動作可能な温度である目標温度Ｔｔになると、ＡＣ定着ヒータＨＴ２への電源供給を停止して、立ち上げ期間ｔ１が終了し、コピー待機状態（ｔ２期間）に移行する。
【００６１】
期間ｔ２では、制御部２０２は、定着ローラ１５１の表面温度を監視しながら目標温度Ｔｔ以下になるとＯＮし、目標温度Ｔｔに達するとＯＦＦすることを繰り返す。期間ｔ２では、定着ローラ（ＲＯＬ１）の表面温度が目標温度Ｔｔに達していても、定着ユニット１２１周辺が十分に暖まっていない状態でコピースタートを開始すると、コピー開始直後は、期間ｔ３のように、ＡＣ定着ヒータＨＴ２が点灯している状態でも定着ローラ１５１の表面温度が低下する場合がある。
実際には、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔ以下になってもコピー動作可能であるが、定着ローラ１５１の表面温度がＴｍｉｎ以下になると、定着性が確保できなくなるため、コピー動作を停止させなければならない。
【００６２】
期間ｔ３のコピー動作中は、ＤＣ電源側の負荷電流の増加に伴って、ＤＣ電源生成回路２０４の入力電流Ｉが増加し、同図（Ｂ）に示すように、装置全体の入力電流も増加して装置全体の消費電力も増加し、装置として定められている最大入力電流値Ｉｍａｘに達する可能性がある。装置仕様上この最大入力電流値Ｉｍａｘを超えることはできない。このため、期間ｔ３では、同図（Ｃ）に示すように、ＡＣ定着ヒータＨＴ２の点灯率を更に上げることはできないため、期間ｔ４のように、定着ローラ１５１の表面温度がＴｍｉｎ以下にならないように予めキャパシタ（ＣＰ１）に充電されている電力を定着ヒータＨＴ１に放電して供給することにより定着ローラ１５１の表面温度を上昇させる。
【００６３】
期間ｔ４は、コピー動作終了後の待機期間であり、期間ｔ２と同様に、同図（Ｄ）に示すように、キャパシタＣＰ１を放電させて、定着ヒータＨＴ１に電力を供給し、同図（Ａ）に示すように、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔに達した場合には、キャパシタＣＰ１からの放電を停止する。
【００６４】
期間ｔ５では、キャパシタＣＰ１からの放電供給が停止した場合でも、期間ｔ６のように、ＡＣ定着ヒータＨＴ２のみで、定着ローラ１５１の表面温度を目標温度Ｔｔに維持できる場合には、ＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより定着ローラ１５１の温度制御を行う。
【００６５】
図８は、制御部２０２のキャパシタＣＰ１の充電制御を説明するためのフローチャートを示している。図８を参照して、制御部２０２のキャパシタＣＰ１の充電制御を説明する。
【００６６】
図８において、制御部２０２は、サーミスタＴＨ１１から入力される検出信号Ｓ６で定着ローラ１５１の表面温度を検出し、定着ローラ１５１の表面温度が、目標温度Ｔｔ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１）。この判断の結果、制御部２０２は、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔ以上でない場合には（ステップＳ１の「Ｎ」）、まず、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＮしているか否かを判断する（ステップＳ７）。この判断の結果、制御部２０２は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＮしていない場合には（ステップＳ７の「Ｎ」）、ＡＣヒータ駆動回路２０５に出力する制御信号Ｓ８、Ｓ９をＯＮにしてＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＮさせて、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔとなるように制御する（ステップＳ６）。また、制御部２０２は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＮしている場合には（ステップＳ７の「Ｙ」）、キャパシタ充放電回路２０８に出力する制御信号Ｓ８、Ｓ９をＯＮにして、定着ローラ１５１の表面温度がＴｍｉｎ以下になる前に、定着ヒータＨＴ１をＯＮさせる（ステップＳ８）。
【００６７】
他方、制御部２０２は、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔ以上である場合には（ステップＳ１の「Ｙ」）、キャパシタ充放電回路２０８に出力する制御信号Ｓ３，Ｓ４をＯＦＦにして定着ヒータＨＴ１をＯＦＦさせるとともに（ステップＳ２）、ＡＣヒータ駆動回路２０５に出力する制御信号Ｓ８、Ｓ９をＯＦＦにしてＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＦＦさせる（ステップＳ３）。
【００６８】
そして、制御部２０２は、キャパシタ充放電回路２０８の両端電圧検出回路２３２で検出された電圧信号Ｓ５が、所定の電圧値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断の結果、制御部２０２は、電圧信号Ｓ５が所定の電圧値以上でない場合には（ステップＳ４の「Ｎ」）、入力電流検出回路２０６で検出された入力電流Ｓ７が、最大入力電流値Ｉｍａｘであるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００６９】
この判断の結果、制御部２０２は、入力電流Ｓ７が最大入力電流値Ｉｍａｘでない場合には（ステップＳ５の「Ｎ」）、キャパシタ充電器２０３に出力する制御信号Ｓ１をＯＮとし、キャパシタ充放電回路１０８に出力する制御信号Ｓ３をＯＦＦとして、キャパシタ充電器２０３にキャパシタＣＰ１を充電させる（ステップＳ６）。
【００７０】
このように、制御部２０２は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＦＦの期間にキャパシタＣＰ１の充電を行う。充電可能期間としては、上記図７に示すように、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＦＦの期間ｔ２等に充電を行う。
【００７１】
また、キャパシタＣＰ１は放電時においても充電することは可能であるが、放電が最大入力電流値Ｉｍａｘに近い値のときに行われている場合に充電を行うと、最大入力電流値Ｉｍａｘを越えてしまう恐れがある。そこで、制御部２０２は、上述したように、キャパシタ充放電回路２０８を監視し、キャパシタＣＰ１の放電時には充電を行わない。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、制御部２０２は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２がＯＦＦされている場合に、キャパシタＣＰ１をキャパシタ充電器２０３で充電することとしたので、画像形成装置において入力電流に小さい時に充電することができ、定格の最大入力電流値Ｉｍａｘを越えることなく効率良く充電を行うことが可能となる。
【００７３】
また、制御部２０２は、キャパシタＣＰ１の放電時には、キャパシタＣＰ１を充電しないこととしたので、充電時に、定格の最大入力電流値Ｉｍａｘを越えることを防止できる。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる画像形成装置を図９および図１０を参照して説明する。実施の形態２にかかる画像形成装置は、図４のＡＣヒータ駆動回路２０５にゼロクロス検出回路を設け、ソフトスタート方式でＡＣ定着ヒータＨＴ２を駆動し、このソフトスタート時には、キャパシタＣＰ１の充電を行う構成としたものである。他の構成および動作は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００７５】
ソフトスタート方式とは、ＡＣ定着ヒータＨＴ２への突入電流を抑えるために、ＡＣ定着ヒータＨＴ２に印加される交流電圧の半サイクルごとのゼロクロス点からの特定時間だけＡＣ定着ヒータＨＴ２を通電させる方式をいう。この後、ＡＣ定着ヒータＨＴ２を全点灯させる。
【００７６】
図９は、実施の形態２にかかるＡＣヒータ駆動回路の構成を示す図である。図９において、図４と同等機能を有する部位には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２の駆動を説明するための図であり、同図（Ａ）は、リレーＲＬ２１から入力される交流電圧、同図（Ｂ）はＡＣ定着ヒータＨＴ２の電流の波形を示している。
【００７７】
図９に示すＡＣヒータ駆動回路は、図４のＡＣヒータ駆動回路において、定着リレーＲＬ２１の後段に、ゼロクロス検出回路３００を設けた構成である。図９において、ゼロクロス検出回路３００は、定着リレーＲＬ２１を介して入力される交流電圧（図１０（Ａ）参照）のゼロクロス点を検出して、制御部２０２に出力する。制御部２０２は、ゼロクロス検出回路３００から入力されるゼロクロス検出結果に基づいて、ソフトスタート方式でＡＣ定着ヒータＨＴ２を点灯させる。
【００７８】
具体的には、制御部２０２は、制御信号Ｓ９をＯＮさせて定着リレーＲ２１をＯＮさせた状態で、ゼロクロス検出回路３００のゼロクロス検知結果に基づいて、初めの一定期間、交流電圧の半サイクルごとのゼロクロス点からの特定時間、制御信号Ｓ８をＯＮさせ、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２０２をＯＮさせてＡＣ定着ヒータＨＴ２を通電させる（図１０（Ｂ）参照）。この後、制御部２０２は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２を全点灯させる。
【００７９】
このソフトスタート時は、消費電力が少ないので、制御部２０２は、ソフトスタート時には、キャパシタ充電器２０３に出力する制御信号Ｓ１をＯＮとし、キャパシタ放電回路２０８に出力する制御信号Ｓ３をＯＦＦとして、キャパシタＣＰ１の充電を行う。
【００８０】
実施の形態２の画像形成装置によれば、制御部２０２は、ソフトスタート時にキャパシタＣＰ１を充電することとしたので、定格の最大入力電流値Ｉｍａｘを越えることなくより効率良く充電を行うことが可能となる。
【００８１】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように，請求項１にかかる画像形成装置によれば、定着部材でトナー像を熱定着する定着装置を備えた画像形成装置において、ＡＣ電力を供給するＡＣ電力供給手段と、充電可能なキャパシタから構成される補助電源と、前記補助電源を充電する充電手段と、前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する主発熱部材と、前記補助電源から電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する補助発熱部材と、前記補助電源の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段で検出された前記補助電源の充電電圧と前記温度検出手段で検出された前記定着部材の表面温度に基づいて、前記補助電源から前記補助発熱部材への電力の供給を制御する電力制御手段と、を備え、前記充電手段は、前記主発熱部材に前記ＡＣ電力供給手段からＡＣ電力が供給されていない場合に、前記補助電源を充電することとしたので、定着装置に使用する補助電源を効率良く充電することが可能となる。
【００８３】
また、請求項２にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記充電手段は、前記補助電源の放電時には、前記補助電源を充電しないこととしたので、消費電力が多い補助電源の放電時には補助電源の充電を避けることができ、より効率的に補助電源を充電することが可能となる。
【００８４】
また、請求項３にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる発明において、前記充電手段は、前記ＡＣ電力供給手段による前記主発熱部材のソフトスタート時には、前記補助電源を充電することとしたので、消費電力が少ないソフトスタート時に補助電源を充電することができ、より効率的に補助電源を充電することが可能となる。
【００８５】
また、請求項４にかかる画像形成装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１つにかかる発明において、前記補助電源は、電気二重層コンデンサで構成されることとしたので、ランニングコストを低下させることができ、また、低消費電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置のメカ構成を示す断面図である。
【図２】図１の定着装置の内部構成を示す図である。
【図３】図１の定着装置の電源回路の構成を示す図である。
【図４】図３のＡＣヒータ駆動回路の構成を示す図である。
【図５】図３のキャパタ充放電回路の構成を示す図である。
【図６】図３の制御部の概略構成を示す図である。
【図７】定着ローラの温度制御を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図８】制御部の定着ヒータＴＨ１、ＡＣ定着ヒータＴＨ２のＯＮ／ＯＦＦ制御を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図９】実施の形態２のＡＣヒータ駆動回路の構成を示す図である。
【図１０】ＡＣ定着ヒータＨＴ２の駆動を説明するための図である。
【符号の説明】
１      画像形成装置
１０    自動原稿送り装置（ＡＤＦ）
２０    画像読み取り装置
３０    書き込みユニット
４０    プリンタユニット
１２１  定着装置
１５１  定着ローラ
１５２  加圧ローラ
２００  電源回路
２０１  主電源ＳＷ
２０２  制御部
２０３  キャパシタ充電器
２０４  ＤＣ電源生成回路
２０５  ＡＣヒータ駆動回路
２０６  入力電流検出回路
２０７  インターロックスイッチ
２０８  キャパシタ充放電回路
２２０  ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路
２３１  充放電用スイッチ
２３２  両端電圧検出回路
３００  ゼロクロス検出回路
ＣＰ１  キャパシタ
ＴＨ１１  サーミスタ
ＨＴ１  定着ヒータ
ＨＴ２  ＡＣ定着ヒータ
ＲＬ１１、ＲＬ２１  定着リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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