(57)【要約】【課題】周辺機を搭載した場合でも、装置全体の最大消費電力を維持しながら、定着装置の補助電源として使用されるキャパシタを効率的に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】本発明の画像形成装置は、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、充電可能な補助電源であるキャパシタＣＰ１と、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、周辺機の接続状態を検出して、検出された周辺機の接続状態に応じて、キャパシタＣＰ１の充電可能期間を変動させる制御部２０２と、を備えている。【選択図】      図３
2004286881.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、
充電可能なキャパシタから構成される補助電源と、
前記補助電源から電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する発熱部材と、
前記補助電源を充電する充電手段と、
周辺機の接続状態を検出する周辺機検出手段と、
前記周辺機検出手段で検出された周辺機の接続状態に応じて、前記補助電源の充電可能期間を変動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記周辺機検出手段で検出された全周辺機の消費電力を算出し、算出した消費電力に基づいて前記補助電源の充電可能期間を変動させ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３】
前記制御手段は、画像形成装置の動作状態毎に前記補助電源の充電可能期間を変動させることを特徴とする請求項１または請求項２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。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、このニップ部に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、環境問題が重要となり、複写機やプリンタ等の画像形成装置も省エネルギー化が進んでおり、この画像形成装置の省エネルギー化を考えるに当たって無視できないのは、トナーを記録媒体に定着する定着装置の省電力化である。
【０００４】
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ことで省エネ化を実現する技術が、例えば特許文献１で提案されている。かかる特許文献１で開示された定着装置は、立ち上げ時に主電源装置と二次電池や一次電池から電力を供給しており、その二次電地源として、カドニカ電池や鉛電池を使用している。かかる二次電池は充放電を何回も繰り返すと容量が劣化して低下していき、大電流で放電する程寿命が短いという性質を有する。一般的に、大電流で長寿命とされているカドニカ電池でも充放電の繰り返し回数は約５００〜１０００回程度であり、一日に２０回の充放電を繰り返すと一ヶ月程度で電池寿命が来てしまうとにる。そのため、交換の手間がかかり、交換する電池代などのランニングコストも非常に高くつくという短所がある。さらに、鉛蓄電池は液体の硫酸を使用するなどのオフィス用機器としては好ましくない。
【０００５】
このため、定着装置の補助電源として、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを使用した画像形成装置が、例えば特許文献２で開示されている。しかしながら、大容量キャパシタは一度放電すると、また充電しないと何度も使用することができない。この充電自体も大きな消費電力となるが、画像形成装置では本体に大電力を消費する定着ヒータを装備し、かつ複数の周辺機を実装したフルシステム構成などでは機械の消費電力に対する最大定格まで使用するため、大容量キャパシタを充電するための電力に余裕が無い場合がある。
【０００６】
例えば、最大消費電力が１５００Ｗの画形成装置において、本体の消費電力が１２００Ｗ、接続する周辺機３台の消費電力が各１００Ｗの場合には、大容量キャパシタへの充電電力は「０」となるため、充電することは困難となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２８２８２１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８４５５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、周辺機を搭載した場合でも、装置全体の最大消費電力を維持しながら、定着装置の補助電源として使用されるキャパシタを効率的に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。
【０００９】
【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、充電可能なキャパシタから構成される補助電源と、前記補助電源から電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する発熱部材と、前記補助電源を充電する充電手段と、周辺機の接続状態を検出する周辺機検出手段と、前記周辺機検出手段で検出された周辺機の接続状態に応じて、前記補助電源の充電可能期間を変動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記発明によれば、補助電源は充電可能なキャパシタから構成され、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、周辺機検出手段は、周辺機の接続状態を検出し、制御手段は、周辺機検出手段で検出された周辺機の接続状態に応じて記補助電源の充電可能期間を変動させる。
【００１１】
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、前記制御手段は、前記周辺機検出手段で検出された全周辺機の消費電力を算出し、算出した消費電力に基づいて前記補助電源の充電可能期間を変動させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明は、請求項２にかかる発明において、前記制御手段は、画像形成装置の動作状態毎に前記補助電源の充電可能期間を変動させることを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、制御手段は、画像形成装置の動作状態毎に補助電源の充電可能期間を変動させる。
【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詳細に説明する。
【００１７】
［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。また、この画像形成装置１には、各種の周辺機（例えば、前処理機１，前処理機２，後処理機１、後処理機２，後処理機オプション１、後処理機オプション２）が搭載可能となっている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
［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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
［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。
【００３３】
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。
【００３４】
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等の動作を制御する。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２０５に送出して、ＡＣヒータ駆動回路２０５による定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。また、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。さらに、制御部２０２は、周辺機の接続状態を検出して、検出した全周辺機の消費電力に基づいて充電可能期間を算出し、この充電可能期間にキャパシタＣＰ１の充電を行う。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
上記サーミスタ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。
【００４３】
［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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
［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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
［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。
【００５３】
ＣＰＵ２４１は、画像形成装置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。
【００５４】
このメモリ２４２には、画像形成装置の本体（周辺機が未装着の場合）の各動作状態毎の消費電力のデータ（例えば、立ち上げ期間＝１２２０Ｗ、待機期間＝９２０Ｗ、コピー動作期間＝１１５０Ｗ、低電力モード＝３２０Ｗ、省エネモード＝５０Ｗ）と、画像形成装置１に実装可能な各周辺機の動作時および待機時における消費電力のデータが格納された周辺機消費電力テーブルが記憶されている。図７は、周辺機消費電力テーブルの一例を示す図である。同図に示す例では、周辺機（前処理機１，前処理機２，後処理機１、後処理機２，後処理機オプション１、および後処理機オプション２）に対応させて、動作時および待機時における消費電力のデータが格納されている。
【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】
また、ＣＰＵ２４１は、接続される各周辺機を制御しており、ＣＰＵ２４１は、ＴＸＤ１、ＲＸＤ１を通じてシリアル通信にて周辺機１、ＴＸＤ２、ＲＸＤ２を通じて周辺機を制御し、そのシリアル通信のコマンドインターフェースを介して各周辺機の接続状態を知ることができる。また、ＣＰＵ２４１は、ＩＯ３、ＩＯ４を介した入力信号により周辺機３、周辺機４が接続されているか否かを知ることこともできる。ＣＰＵ２４１は、これらの情報から画像形成装置は接続されている周辺機の種類を検出することができる。
【００５８】
［充電可能期間検出処理］
図８〜図１１を参照して、制御部２０２の充電可能期間検出処理を説明する。図８は、制御部２０２の充電可能期間検出処理の概略を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、制御部２０２の充電可能期間検出処理の概略を説明する。
【００５９】
図８において、制御部２０２は、まず、接続されている全ての周辺機の種類を検出する（ステップＳ１、Ｓ２）。制御部２０２は、検出した周辺機の各動作別の消費電力のデータを周辺機消費電力テーブルから抽出して、システム全体の各動作状態毎の消費電力を算出する（ステップＳ３）。算出した各動作状態毎の消費電力に基づいてキャパシタＣＰ１の充電可能期間を算出する（ステップＳ４）。具体的には、制御部２０２は、各動作状態毎に、メモリ２４２に格納されている本体の消費電力のデータに、検出した周辺機の消費電力のデータをメモリ２４２に格納されている周辺機消費電力テーブル（図７参照）から抽出して加算してシステム全体の消費電力を算出し、最大消費電力Ｐｍａｘ内で充電に必要な消費電力（２５０Ｗ）を確保できる期間を充電可能期間として決定する。制御部２０２は、この決定した充電可能期間内にキャパシタＣＰ１の充電を行う。
【００６０】
つぎに、充電可能期間の具体例を説明する。画像形成装置１に、前処理機２と、後処理機２と、後処理オプション１を接続した時が最も消費電力が大きくなる（フルシステム構成）。前処理機２、後処理機２と、および後処理オプション１を実装した場合の動作時および待機時の消費電力の合計は以下のようになる。
【００６１】
動作時：１００Ｗ（前処理機２）＋２００Ｗ（後処理機２）＋５０Ｗ（後処理機オプション１）＝３５０Ｗ
【００６２】
待機時：２０Ｗ（前処理機２）＋５０Ｗ（後処理機２）＋１０Ｗ（後処理機オプション１）＝８０Ｗ
【００６３】
これら周辺機の合計の消費電力は、動作時で３５０Ｗ、待機時で８０Ｗとなる。また、ここでは特に説明しないが接続可能なものとして周辺機以外のオプション（例えばカウンターやアプリケーションボード）についても同様な消費電力データを記憶しておくことで、同様に消費電力を算出することができる。
【００６４】
図９は、フルシステム構成の電力消費状態とキャパシタＣＰ１の充電の可／否を説明するための説明図である。同図において、横軸はキャパシタの充電の可／否、縦軸は各モードにおける消費電力を示している。図９を参照して、画像形成装置のフルシステム構成（前処理機２、後処理機２、後処理オプション１を実装した場合）、フル稼動の条件での消費電力をコピー動作に沿って説明する。
【００６５】
図９において、期間ｔ１は立ち上げ期間、期間ｔ２は立ち上げ後の待機期間、期間ｔ３はコピー動作期間、期間ｔ４はコピー後の待機期間、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。
【００６６】
なお、本体のみの消費電力は、期間ｔ１（立ち上げ期間）＝１２２０Ｗ、期間ｔ２（立ち上げ後に待機期間）＝９２０Ｗ、期間（コピー動作期間）＝１１５０Ｗ、期間ｔ４（コピー後の待機期間）＝９２０Ｗ、期間ｔ５（低電力モード）＝３２０Ｗ、期間ｔ６（省エネモード）＝５０Ｗとなっている。
【００６７】
フルシステム構成（前処理機２、後処理機２、後処理オプション１を実装した場合）の消費電力は、期間ｔ１（立ち上げ期間）＝１２２０Ｗ＋８０Ｗ、期間ｔ２（立ち上げ後に待機期間）＝９２０Ｗ＋８０Ｗ、期間（コピー動作期間）＝１１５０Ｗ＋３５０Ｗ、期間ｔ４（コピー後の待機期間）＝９２０Ｗ＋８０Ｗ、期間ｔ５（低電力モード）＝３２０Ｗ＋８０Ｗ、期間ｔ６（省エネモード）＝５０Ｗ＋０Ｗとなる。
【００６８】
図９において、期間ｔ１は、定着ローラ１５１の表面の温度を所定の温度に立上げ、システム内の準備を完了し、コピー可能状態にするための立上げ期間（１３００Ｗ）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、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、画像形成装置の消費電力は、１２３０Ｗとなっている。定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）以下となっているが、最大定格に対して２００Ｗしか余裕が無いため、キャパシタＣＰ１を充電するための電力条件（２５０Ｗ）を満たさないので、期間ｔ１では、キャパシタＣＰ１の充電は禁止される。
【００６９】
サーミスタＴＨ１１により、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になると、ＡＣ定着ヒータＨＴ２への電源供給を停止して、コピー待機状態（ｔ２期間）に移行する。
【００７０】
期間ｔ２では、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度以下になるとＯＮし、目標温度に達するとＯＦＦすることを繰り返す。この時、画像形成装置の消費電力は１０００Ｗとなり、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して５００Ｗの余裕があるので、キャパシタＣＰ１へ充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たすので充電可能である。
【００７１】
期間ｔ３（１５００Ｗ）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の入力消費電流が増加し、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消費電力Ｐｍａｘに達する可能性があり、装置仕様上、この最大消費電力Ｐｍａｘを超えることはできない。このため、期間ｔ３では、電力にキャパシタＣＰ１に充電できるだけの余裕は無いため、キャパシタＣＰ１を充電することはできない。また、この時、定着ローラ１５１の表面温度が目標設定温度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。
【００７２】
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、消費電力は１０００Ｗとなり、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して５００Ｗの余裕があるので、キャパシタＣＰ１へ充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たすので充電可能である。
【００７３】
期間ｔ５は、一定時間（期間ｔ４）の待機状態の経過後に移行される低電力モードの期間である。この低電力モードでは、定着ローラ１５１の表面温度をコピー動作可能温度より低い温度で制御し、消費電力を抑える状態（４００Ｗ）である。ユーザーがコピーを使用する時、目標温度より低めの温度で定着ローラ１５１が制御されているため、期間ｔ１の立上げ期間より早くコピー可能な状態にすることができる。この期間ｔ５では、画像形成装置の消費電力は、４００Ｗとなるので、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して、１１００Ｗの余裕がありキャパシタを充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たすので充電可能である。
【００７４】
期間ｔ６は、コピーがユーザー操作に対応するためのぎりぎりの制御部分のみ活かし、その他の負荷への電力供給を遮断している省エネモードの期間である。省エネモードでは、ＡＣ定着ヒータＨＴ２および他の動作不要な負荷に電力供給を行わない。この期間ｔ６では、画像形成装置の消費電力は５０Ｗであり、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して、１４５０Ｗの余裕があるので、キャパシタＣＰ１を充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たし充電可能である。
【００７５】
図１０は、後処理機１のみを実装したシステム構成での電力消費状態とキャパシタＣＰの充電の可／否を示している。図９で示したフルシステム構成に対して、前処理機２、後処理機２との差分、および後処理機オプション１の消費電力が減少する。
【００７６】
動作時の差分：３５０Ｗ（３機種合計）−１１０Ｗ（後処理機１）＝２４０Ｗ
【００７７】
待機時の差分：８０Ｗ（３機種合計）−２０Ｗ（後処理機１）＝６０Ｗ
【００７８】
動作時の期間（ｔ３のみ）で２４０Ｗ、その他の期間で６０Ｗ減ることになり、図１０に示すように、立上りのｔ１期間についても充電可能になる。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、制御部２０２は、接続されている周辺機の接続状態を検出し、検出した周辺機の動作別の消費電力のデータを周辺機消費電力テーブルから抽出して、システム全体の動作状態毎の消費電力を算出して、最大消費電力Ｐｍａｘ内で充電に必要な消費電力（２５０Ｗ）を確保できる期間を充電可能期間として決定することとしたので、周辺機を搭載した場合でも、装置全体の最大消費電力を維持しながら、定着装置の補助電源として使用されるキャパシタを効率的に充電することが可能となる。
【００８０】
なお、コピー動作（フル稼動）の場合でも最大消費電力Ｐｍａｘに対して充電電力以上の余裕がある場合には、常に充電可能になる。例えば、フルシステム構成でフル稼動時１５００Ｗに対して充電電力は２５０Ｗとする。したがって、本体のフル稼動（コピー時）で１２５０Ｗになる構成とすることにより、常にキャパシタＣＰ１の充電が可能となる。
【００８１】
前述した例では、前処理機２と後処理機２と後処理オプション１を接続した時が最も消費電力が大きくなり（フルシステム）、コピー動作時の周辺機の合計の消費電力は３５０Ｗである。よって、周辺機が無い場合はコピー動作時で１１５０Ｗとなり全期間で充電可能である。全期間充電可能な構成の消費電力の条件は１２５０Ｗであるからコピー動作時の消費電力１００Ｗまでの周辺機までは接続可能となる。図９の例では、前処理機１、前処理機２、後処理機１のうち１台であれば条件を満たす。また、全期間で１２５０Ｗ以下の条件を満たす必要がある。図１１は、前処理機１を接続したシステム構成の場合の電力消費状態とキャパシタＣＰの充電の可／否を示している。
【００８２】
動作時：１５００Ｗ（フルシステム本体）−３５０Ｗ（３機種合計）＋８０Ｗ（前処理機１）＝１２３０Ｗ
【００８３】
立上り時：１３００Ｗ（フルシステム本体）−８０Ｗ（３機種合計）＋１０Ｗ（前処理機１）＝１２３０Ｗ
【００８４】
待機時：１０００Ｗ（フルシステム本体）−８０Ｗ（３機種合計）＋１０Ｗ（前処理機１）＝９３０Ｗ
【００８５】
このシステム構成では、図１１に示すように、ｔ１〜ｔ６の全期間で１２５０Ｗ以下となり充電可能期間と判断できる。このように、充電可能期間が全期間の場合は、充電が必要か否かのみを条件としてキャパシタＣＰ１を充電することが可能となる。
【００８６】
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。
【００８７】
例えば、上記した実施の形態では、コピー動作について説明したが、プリンタ動作期間やスキャナー動作期間についても、上記のように期間毎に充電可能期間を算出することができる。
【００８８】
また、上記した実施の形態では、補助電源として電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタに説明したが、充電可能な補助電源として、鉛蓄電池やカドニカ電池を使用した場合でも本発明は適用可能である。
【００８９】
【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、充電可能なキャパシタから構成される補助電源と、前記補助電源から電力が供給されて発熱し、前記定着部材を加熱する発熱部材と、前記補助電源を充電する充電手段と、周辺機の接続状態を検出する周辺機検出手段と、前記周辺機検出手段で検出された周辺機の接続状態に応じて、前記補助電源の充電可能期間を変動させる制御手段と、を備えたこととしたので、周辺機を搭載した場合でも、装置全体の最大消費電力を維持しながら、定着装置の補助電源として使用されるキャパシタを効率的に充電することが可能となる。
【００９０】
また、請求項２にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる発明において、前記制御手段は、前記周辺機検出手段で検出された全周辺機の消費電力を算出し、算出した消費電力に基づいて前記補助電源の充電可能期間を変動させることとしたので、簡単な演算で補助電源の充電可能期間を変動させることが可能となる。
【００９１】
また、請求項３にかかる画像形成装置によれば、請求項１または請求項２にかかる画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成装置の動作状態毎に前記補助電源の充電可能期間を変動させることとしたので、画像形成装置の動作状態別に充電可能期間を算出することができ、多くの期間で充電可能になる。
【００９２】
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】周辺機消費電力テーブルの一例を示す図である。
【図８】図３の制御部の充電可能期間検出処理の概略を説明するためのフローチャートである。
【図９】画像形成装置（フルシステム）の電力消費状態とキャパシタの充電の可／否を説明するための説明図である。
【図１０】後処理機１のみを実装したシステム構成での電力消費状態とキャパシタの充電の可／否を説明するための説明図である。
【図１１】前処理機１を接続したシステム構成での電力消費状態とキャパシタの充電の可／否を説明するための説明図である。
【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
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】
2004286881.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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