(57)【要約】【課題】装置外部から供給される電力を効率的に消費でき、または外部電源の最大使用電力を低減することが可能な定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】キャパシタ１６と、キャパシタ１６から電力供給されて発熱する発熱手段６と、発熱手段６により加熱される定着部材とを有し、シート上のトナーを前記定着部材により加熱して該シートに定着させる定着装置において、外部電源１５から発熱手段６に電力供給をせず、キャパシタ１６から発熱手段６に電力供給をすることの可能な電力制御手段１１を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、該蓄電装置から電力供給されて発熱する発熱手段と、該発熱手段により加熱される定着部材とを有し、シート上のトナーを前記定着部材により加熱して該シートに定着させる定着装置において、
外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をする電力制御手段を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記蓄電装置が、キャパシタであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記電力制御手段が、電力供給開始時には外部電源から発熱手段への電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段への電力供給をすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記電力制御手段が、加熱されていない定着部材をトナー定着可能温度まで加熱する時に、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の定着装置。
【請求項５】
前記電力制御手段が、シートが通されることにより定着部材の温度の落ち込みが発生する時に、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の定着装置。
【請求項６】
前記電力制御手段が、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をする第１モードと、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をせず、外部電源から発熱手段に電力供給をする第２モードとを選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載の定着装置。
【請求項７】
前記電力制御手段が、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をする第１モードと、外部電源と蓄電装置との両者から発熱手段に電力供給をする第２モードとを選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載の定着装置。
【請求項８】
前記発熱手段は複数の発熱体を有し、該発熱体の少なくとも１つは蓄電装置、外部電源いずれからも電力供給可能に該蓄電装置及び外部電源に接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載の定着装置を備え、電子写真方式によりトナー像を形成したシートを前記定着装置に送ることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱体へ電力を供給する蓄電装置を備えた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真方式で転写紙等のシート上にトナー像を形成した後、定着装置を通過させてトナーを加熱させることによりシート上にトナー像を定着させる方式が一般的である。
【０００３】
図９にその定着装置の例を示す。図９において、定着ローラ９１には加圧ローラ９２が図示していない加圧手段により一定のニップ圧で押し当てられており、図示していない駆動機構により図中定着ローラ９１は時計回り方向に、加圧ローラ９２は反時計回り方向に回転している。また、定着ローラ９１は電力の供給を受けて発熱する発熱体であるヒータ９３，９４を有しており、ヒータ９３，９４の加熱により定着ローラ９１の表面はトナーの定着可能な温度であるリロード温度となっている。なお、定着ローラ９１の表面温度は、定着ローラ９１の表面に当接して温度を検出する温度センサなどの温度検出手段９５によりモニターされている。
【０００４】
画像形成装置で画像形成処理が行われる場合、電子写真方式によりトナーＴを担持したシートＰは加熱された定着ローラ９１と加圧ローラ９２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ９１と加圧ローラ９２とにより加熱され、シートＰにトナーＴが定着される。このとき、トナーＴがシートＰに定着するためには所定の熱が必要であり、そのために定着ローラ９１の表面温度がリロード温度となるようにヒータ９３，９４への電力供給が制御されている。
【０００５】
図１０に定着装置の回路構成例を示す。図１０において、ヒータ９３は外部電源（商用電源）８７から供給される電力により発熱し、ヒータ９４は蓄電装置の一態様であるキャパシタ８８から供給される電力により発熱する構成となっている。また、温度検出手段９５により検出された定着ローラ９１の温度は検知信号として入力回路８２を経てＣＰＵ８３に取り込まれ、ＣＰＵ８３は温度センサ９５からの検知信号に基づいて定着ローラ９１の表面温度が設定温度になるように、ドライバ８４を介してヒータ９３への通電が制御されるとともに、スイッチ８５を介してヒータ９４への通電が制御される。なお、キャパシタ８８は、スイッチ８５の切替えにより、充電装置８９に接続されて充電可能となる。
【０００６】
上記構成において、定着装置９０が休止している状態から主電源が入れられるなどして立上げられる場合には、装置が使用可能となるまでの待ち時間を短縮するために、ヒータ９３，９４いずれにも通電されて定着ローラ９１が加熱され、リロード温度まで急速に昇温される。また、リロード温度到達後の定常状態の場合には、例えばヒータ９３のみが通電されて定着ローラ９１の温度が維持される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７４９８８号公報（段落００３５〜００４１、図１、２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電力供給方式では外部電源から充電されて蓄電装置にすでに十分な電力が蓄えられている場合でもヒータに外部電源、蓄電装置の両方から電力が供給されていた。
【０００９】
本発明は、以上の従来技術に鑑みてなされたものであり、装置外部から供給される電力を効率的に消費でき、または外部電源の最大使用電力を低減することが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明に係る定着装置は、蓄電装置と、該蓄電装置から電力供給されて発熱する発熱手段と、該発熱手段により加熱される定着部材とを有し、シート上のトナーを前記定着部材により加熱して該シートに定着させる定着装置において、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をする電力制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明により、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、蓄電装置から発熱手段に電力供給をする期間は外部電源からの電力供給を必要としないため、定着装置として外部電源の最大使用電力を低減することが可能となる。
なお、蓄電装置には定着部材を定着可能温度まで昇温できるだけの電力が蓄えられていることが好ましい。
【００１２】
前記課題を解決するために提供する請求項２の発明に係る定着装置は、請求項１の発明において、前記蓄電装置が、キャパシタであることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明により、キャパシタから十分に放電されてキャパシタのセル電圧が下がるため、キャパシタの寿命を延ばすことが可能となる。
なお、キャパシタとは、ファラッドオーダ以上の大きな静電容量を有する大出力用キャパシタであり、例えば電気二重層キャパシタが該当する。
【００１４】
前記課題を解決するために提供する請求項３の発明に係る定着装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記電力制御手段が、電力供給開始時には外部電源から発熱手段への電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段への電力供給をすることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明により、蓄電装置内に無駄な電力を残留させることがなくなるため、外部電源からの電力を効率よく消費をすることが可能となる。
【００１６】
前記課題を解決するために提供する請求項４の発明に係る定着装置は、請求項１〜３の発明において、前記電力制御手段が、加熱されていない定着部材をトナー定着可能温度まで加熱する時に、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をすることを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項５の発明に係る定着装置は、請求項１〜３の発明において、前記電力制御手段が、シートが通されることにより定着部材の温度の落ち込みが発生する時に、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をすることを特徴とする。
【００１７】
請求項４，５の発明により、定着装置の立上がり時や定着装置への通紙時などとくに多くの電力を必要とする時に、蓄電装置に蓄えられた電力を効率よく消費して定着部材を昇温することができるため、無駄な電力消費を防止することが可能となる。
ここで、加熱されていない定着部材をトナー定着可能温度まで加熱する時とは、装置の主電源投入時や装置の待機状態からの復帰時のことであり、定着部材の昇温が行われ定着装置が立上げられる時である。また、シートが通されることにより定着部材の温度の落ち込みが発生する時とは、定着装置への通紙時のことであり、通紙されたシートに定着部材の熱が奪われて温度の落ち込みが発生し、定着部材の昇温が必要な時である。
【００１８】
前記課題を解決するために提供する請求項６の発明に係る定着装置は、請求項１〜５の発明において、前記電力制御手段が、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をする第１モードと、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をせず、外部電源から発熱手段に電力供給をする第２モードとを選択する選択手段を備えたことを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項７の発明に係る定着装置は、請求項１〜５の発明において、前記電力制御手段が、外部電源から発熱手段に電力供給をせず、前記蓄電装置から発熱手段に電力供給をする第１モードと、外部電源と蓄電装置との両者から発熱手段に電力供給をする第２モードとを選択する選択手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６、７の発明により、定着装置の使用状況に応じて蓄電装置に蓄えられた電力を効率よく消費して定着部材を昇温することができるため、無駄な電力消費を防止することが可能となる。
なお、選択手段に外部電源から発熱手段に電力供給をせず、蓄電装置から発熱手段に電力供給をする第１モードと、蓄電装置から発熱手段に電力供給をせず、外部電源から発熱手段に電力供給をする第２モードと、外部電源と蓄電装置との両者から発熱手段に電力供給をする第３モードとを設けて、発熱手段への電力供給のすべてのパターンをカバーするようにしてもよい。
【００２０】
前記課題を解決するために提供する請求項８の発明に係る定着装置は、請求項１〜７の発明において、前記発熱手段は複数の発熱体を有し、該発熱体の少なくとも１つは蓄電装置、外部電源いずれからも電力供給可能に該蓄電装置及び外部電源に接続されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明により、１または２以上の発熱体に蓄電装置、外部電源いずれの電力供給源からも電力供給が可能であることから外部電源の最大使用電力を低減できる定着装置や無駄な電力消費を防止することが可能である。また、発熱体の総本数を低減でき、発熱体に要するスペースを減らすことができる。なお、蓄電装置と外部電源とを共用する発熱体においては、まず蓄電装置から発熱体に電力供給し、蓄電装置が消耗した後に外部電源から電力供給すればよい。
【００２２】
前記課題を解決するために提供する請求項９の発明に係る画像形成装置は、請求項１〜８のいずれか一に記載の定着装置を備え、電子写真方式によりトナー像を形成したシートを前記定着装置に送ることを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明により、多くの電力を必要とする時に外部電源から発熱手段への電力供給を抑制することができるため、外部電源の最大使用電力を低減できる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る定着装置の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は例示であり、これに限定されるものではない。
図１は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。
図１の定着装置１０は、発熱体の一態様であるヒータ３，４により加熱され図中時計回り方向に回転する定着ローラ１と、定着ローラ１を一定のニップ圧で押え図中反時計回り方向に回転する加圧ローラ２と、定着ローラ１に当接し、その表面温度を検出する温度検出手段５とを備えている。
【００２５】
定着ローラ１は、通常は中空円筒形状のローラであるが、無端ベルトの形態であってもよい。
加圧ローラ２は、通常はその表面がシリコーンゴム等の弾性部材で構成された円筒形状のローラであるが、無端ベルトの形態であってもよい。また、加圧ローラ２の定着ローラ１への押し当ては、図示していない加圧手段により一定の圧力で定着ローラ１の方向へ押されることにより行われる。なお、定着ローラ１及び加圧ーラ２の回転駆動は図示していない駆動機構により行われる。
【００２６】
ヒータ３，４ともに、定着ローラ１の中空部内に配置されているが、それぞれシート状のヒータとして、定着ローラ１の上側部分を覆う状態で配置してもよい。
ヒータ３は、商用交流電源などの外部電源から電力が供給されることで発熱し、その輻射熱により定着ローラ１を加熱する。
ヒータ４は、蓄電装置から電力が供給されることで発熱し、その輻射熱により定着ローラ１を加熱する。
ヒータ３，４は電力が供給されて発熱し、定着ローラ１を加熱することができるものであればヒータの種類に特に制約はなく、また定着ローラ１を加熱する任意の位置に配置可能である。
【００２７】
温度検出手段５は、定着ローラ１の表面温度が検出できる温度計であれば接触式、非接触式を問わず、放射温度計、熱電対などいずれでもよい。
なお、定着装置１０において、シート上に形成されたトナーを定着する方式は従来と同様である。
【００２８】
つぎに、本発明に係る定着装置における回路構成例を図２に示す。図２ではヒータ３，４への電力供給に関する回路のみ示している。
図２において、ヒータ３，４からなる発熱手段６と、ヒータ３への供給電力を調整するドライバ１２とヒータ４への供給電力を調整するスイッチ１３とを有する電力制御手段１１と、商用交流電源などの外部電源１５と、蓄電装置の一態様であるキャパシタ１６とを備えている。また、ヒータ３は外部電源１５から供給される電力により発熱し、ヒータ４はキャパシタ１６から供給される電力により発熱する構成となっている。
【００２９】
ヒータ３は、ドライバ１２を介して外部電源１５に接続されており、電力制御手段１１がドライバ１２を制御することにより外部電源１５からヒータ３への電力供給が制御される。
【００３０】
ヒータ４は、スイッチ１３を介してキャパシタ１６と接続され、キャパシタ１６の残容量に応じた電力供給を受ける。また、キャパシタ１６からヒータ４への電力供給の制御は、電力制御手段１１がスイッチ１３のＯＮＯＦＦで行われる。すなわち、ヒータ４使用時にはスイッチ１３がＯＮとなることにより、キャパシタ１６からの放電電流がヒータ４へ供給される。また、スイッチ１３がＯＦＦとなることにより、ヒータ４への電力供給は行われず、キャパシタ１６は図示していない充電装置に接続されて充電される。
【００３１】
電力制御手段１１は、定着装置１０の使用状況に応じて、ドライバ１２を介して外部電源１５からヒータ３への電力供給を調整し、スイッチ１３を介してキャパシタ１６からヒータ４への電力供給を調整する。詳しくは、電力制御手段１１は、ドライバ１２を制御することにより外部電源１５からの電力供給の開始停止だけではなく、供給電力量も調整可能であり、スイッチ１３をＯＮＯＦＦ制御することによりキャパシタ１６からの電力供給の開始停止を制御することが可能である。なお、定着装置１０の使用状況とは、例えば主電源のＯＮＯＦＦ信号や温度検出手段５による定着ローラ１の温度情報などから判断されるものであり、定着装置１０の立上がり、待機状態、通紙状態などが認識される。
【００３２】
キャパシタ１６は、電気二重層キャパシタなど静電容量がファラッドオーダ以上の大きな容量を有するキャパシタを用いることが好ましい。
【００３３】
定着装置１０の立上がり時における電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係を図３に示す。
図１〜図３に基づいて、立上がり時の電力供給に関する動作内容を以下に説明する。
（ｓ１１）主電源ＯＮにより、電力制御手段１１がドライバ１２にヒータ３への電力供給を停止状態にさせ、スイッチ１３をＯＮにする。
（ｓ１２）キャパシタ１６からヒータ４に電力の供給が開始される。なお、このときの外部電源からの電力消費は０Ｗである。
（ｓ１３）ヒータ４が発熱し、定着ローラ１の温度が上昇する。
（ｓ１４）温度検出手段５が定着ローラ１の温度をモニターし、定着可能となるリロード温度への到達を検知する。
（ｓ１５）リロード温度到達の検知に基づいて、電力供給手段１１がスイッチ１３をＯＦＦとし、同時にドライバ１２に外部電源１５からヒータ３への電力供給を指示する。
（ｓ１６）ヒータ４への電力供給は停止し、外部電源１５からヒータ３への電力供給が開始される。
（ｓ１７）温度検出手段５が検出する定着ローラ１の温度情報に基づいて、電力制御手段１１がドライバ１２を介して外部電源１５からの電力供給量を調整し、リロード温度を維持して待機状態となる。
【００３４】
以上のように、蓄電装置の電力のみが発熱手段に供給される期間は外部電源からの電力供給を必要とせず、外部電源の消費電力を０Ｗとすることができるため、定着装置として外部電源の最大使用電力を低減することが可能となる。とくに、定着装置１０の立上がり時のようにより多くの電力を要する場合に効果的である。
また、キャパシタを積極的に使用することによって、キャパシタから十分に放電されてキャパシタのセル電圧が下がるため、キャパシタの寿命を延ばすことが可能となる。さらに、積極的に蓄電装置からの電力を使用することによって、蓄電装置内に無駄な電力を残留させることがなくなるため、外部電源からの電力を効率よく消費をすることが可能となる。
【００３５】
なお、ここではキャパシタ１６にリロード温度までの昇温に十分な電力が蓄えられている場合を示したが、蓄えられている電力がそれに不充分な場合などには、外部電源１５からヒータ３への電力供給とキャパシタ１６からヒータ４への電力供給とを同時に行うようにしてもよい。あるいは、まず上記と同様にキャパシタ１６のみから優先的にヒータ４へ電力を供給し、キャパシタ１６の残容量がほぼゼロとなった時点から外部電源１５からヒータ３へ電力供給を開始して定着ローラ１の昇温を継続するようにしてもよい。この場合、キャパシタ残容量検出手段を設けて、キャパシタ１６の残容量をモニターすればよい。
【００３６】
次に、図１，２，４に基づいて、定着ローラ１がリロード温度に維持された待機状態から通紙される場合の電力供給に関する動作内容を以下に説明する。
（ｓ２１）トナーが形成されたシートの連続的な通紙が開始される。
（ｓ２２）ステップｓ２１と同時に、電力制御手段１１がドライバ１２に外部電源１５からヒータ３への電力供給量の増加を指示する。
（ｓ２３）定着ローラ１の温度が低下し始める。
（ｓ２４）温度検出手段５が定着ローラ１の温度をモニターし、定着下限温度までの低下を検知する。
（ｓ２５）定着下限温度の検知に基づいて、電力供給手段１１がドライバ１２に外部電源１５からヒータ３への電力供給停止を指示し、同時にスイッチ１３をＯＮとする。
（ｓ２６）ヒータ３への電力供給は停止し、キャパシタ１６からヒータ４への電力供給が開始される。このときの外部電源からの電力消費は０Ｗとなる。
（ｓ２７）ヒータ４が発熱し、定着ローラ１の温度が上昇する。
（ｓ２８）温度検出手段５が定着ローラ１の所定温度到達を検知した時点で、電力供給手段１１がスイッチ１３をＯＦＦとし、同時にドライバ１２に外部電源１５からヒータ３への電力供給を指示する。
（ｓ２９）ヒータ４への電力供給は停止し、外部電源１５からヒータ３への電力供給が開始される。
（ｓ２ａ）温度検出手段５が検出する定着ローラ１の温度情報に基づいて、電力制御手段１１がドライバ１２を介して外部電源１５からの電力供給量を調整し、通紙状態で定着ローラ１の温度を定着可能温度の範囲内に均衡・維持させる。
【００３７】
以上のように、定着装置１０の通紙時のように定着温度の落ち込みが発生して多くの電力を要する場合にも、キャパシタ２６からの電力供給を優先的に行うことで、外部電源の電力を効率的に使用し、かつ外部電源の最大使用電力を低減することが可能である。
【００３８】
次に、本発明に係る定着装置の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明に係る定着装置の断面構成は図１に示す第１の実施の形態と同じである。
本発明に係る定着装置における回路構成例を図５に示す。図５ではヒータ３，４への電力供給に関する回路のみ示している。
図５において、第１の実施の形態と同様のヒータ３，４からなる発熱手段６と、ヒータ３への供給電力を調整するドライバ２２とヒータ４への供給電力を調整するドライバ１３とヒータ４への電力供給源を切替えるスイッチ２４とを有する電力制御手段２１と、商用交流電源などの外部電源２５，２７と、蓄電装置の一態様であるキャパシタ２６と、キャパシタ２６の残容量を検出する残容量検出手段２８とを備えている。また、ヒータ３は外部電源２５から供給される電力により発熱し、ヒータ４はキャパシタ２６または外部電源２７から供給される電力により発熱する構成となっている。なお、ヒータ３，４、ドライバ２２、外部電源２５，２７、キャパシタ２６は、それぞれ図２におけるヒータ３，４、ドライバ１２、外部電源１５、キャパシタ１６と同様の構成である。
【００３９】
電力制御手段２１は、外部電源２５からヒータ３には電力供給せず、キャパシタ２６からヒータ４に電力供給することにより発熱手段６を発熱させる第１モードと、キャパシタ２６からヒータ４には電力供給せず、外部電源２５からヒータ３に電力供給することにより発熱手段６を発熱させる第２モードとを有し、定着装置２０の使用状況に応じて第１モードと第２モードとを切替える選択手段を備えている。
【００４０】
すなわち、選択手段が第１モードを選択すると、電力制御手段２１は、スイッチ２４によりキャパシタ２６を選択し、ドライバ２３を制御することによりキャパシタ２６からの電力供給を開始する。なお、キャパシタ２６の残容量がゼロまたはほとんどない場合には、スイッチ２４により外部電源２７を選択した後、ドライバ２３を制御することにより外部電源２７から供給電力量を調整しつつ電力供給してもよい。
また、選択手段が第２モードを選択すると、電力制御手段２１は、ドライバ２２を制御することにより外部電源２５からの電力供給を開始し、供給電力量も調整する。
【００４１】
なお、定着装置２０の使用状況とは、例えば主電源のＯＮＯＦＦ信号やコピー部数などの値数情報、温度検出手段５による定着ローラ１の温度情報、残容量検出手段２８によるキャパシタ２６の残容量情報などから判断されるものであり、定着装置１０の立上がり、待機状態、通紙状態、キャパシタ２６からの供給電力の所定下限量到達などが認識される。
【００４２】
残容量検出手段２８は、キャパシタ２６の両端の電圧を計測し、その電圧値からキャパシタ２６固有の電圧と残容量との相関に基づき、キャパシタ２６の残容量を求めることが可能である。
【００４３】
定着装置２０において、コピー部数が少ないなど値数が小さい場合の通紙における電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係を図６に示す。
図１，５，６に基づいて、定着ローラ１がリロード温度に維持された待機状態から通紙される場合の電力供給に関する動作内容を以下に説明する。なお、図中の最初の待機状態では、電力制御手段２１において第２モードが選択されており、外部電源２５からヒータ３に所定の電力量が供給されている状態である。
（ｓ３１）トナーが形成されたシートの連続的な通紙が開始される。
（ｓ３２）ステップｓ３１と同時に、電力制御手段２１において選択手段が第２モードから第１モードに切替えを行う。
（ｓ３３）定着ローラ１の温度が低下し始める。
（ｓ３４）第１モードへの切替えに基づいて、ヒータ３への電力供給は停止し、キャパシタ２６からヒータ４への電力供給が開始される。このときの外部電源からの電力消費は０Ｗとなる。
（ｓ３５）ヒータ４が発熱し、定着ローラ１の温度低下を抑える。
（ｓ３６）通紙が終了する。
（ｓ３７）ステップｓ３６と同時に、電力制御手段２１において選択手段が第１モードから第２モードに切替えを行う。
（ｓ３８）第２モードへの切替えに基づいて、ヒータ４への電力供給は停止し、外部電源２５からヒータ３への電力供給が開始され、定着ローラ１の温度は所定温度まで昇温され待機状態となる。
【００４４】
以上のように、定着装置２０の通紙時でも値数が小さく、定着温度の落ち込みが小さい場合には、キャパシタ２６からの電力供給のみで定着ローラ１の温度低下を抑制でき、外部電源の電力を効率的に使用し、かつ外部電源の最大使用電力を低減することが可能である。
【００４５】
次に、図１，５，７に基づいて、コピー部数が多いなど値数が大きい場合の電力供給に関する動作内容を以下に説明する。なお、図中の最初の待機状態では、電力制御手段２１において第２モードが選択されており、外部電源２５からヒータ３に所定の電力量が供給されている状態である。
（ｓ４１）トナーが形成されたシートの連続的な通紙が開始される。
（ｓ４２）ステップｓ４１と同時に、電力制御手段２１において選択手段が第２モードから第１モードに切替えを行う。
（ｓ４３）定着ローラ１の温度が低下し始める。
（ｓ４４）第１モードへの切替えに基づいて、ヒータ３への電力供給は停止し、キャパシタ２６からヒータ４への電力供給が開始される。このときの外部電源からの電力消費は０Ｗとなる。
（ｓ４５）ヒータ４が発熱し、定着ローラ１の温度低下を抑える。
（ｓ４６）残容量検出手段２８により、キャパシタ２６の残容量が残容量下限値まで低下したことが検知される。
（ｓ４７）電力制御手段２１が、ステップｓ４６の検知結果に基づいてスイッチ２４をキャパシタ２６側から外部電源２７側へ切替えられ、外部電源２７からヒータ４への電力供給が開始される。
（ｓ４８）温度検出手段５が検出する定着ローラ１の温度情報に基づいて、電力制御手段２１がドライバ２３を介して外部電源２７からの電力供給量を調整し、通紙状態で定着ローラ１の温度を定着可能温度の範囲内に均衡・維持させる。
【００４６】
以上のように、定着装置２０において、値数が大きい通紙時のように定着温度の落ち込みが大きいために多くの電力を要する場合には、まずキャパシタ２６からの電力供給を優先的に行い、キャパシタ２６消耗後に外部電源２７から電力供給することができ、外部電源の電力を効率的に使用し、かつ外部電源の最大使用電力を低減することが可能である。また、キャパシタ２６に蓄えられている電力を積極的に使い切ることにより高電圧でキャパシタ２６が保持される期間を短くすることができるので、キャパシタ２６の寿命を延ばし長期使用が可能である。
【００４７】
したがって、定着装置２０においては、定着装置の使用状況に応じてモード選択により電力供給源を使い分けることができるため、キャパシタ２６に蓄えられた電力を効率よく消費して定着ローラ１を昇温することができるため、無駄な電力消費を防止することが可能となる。例えば、従来の電力供給方式では外部電源から充電されてキャパシタにすでに十分な電力が蓄えられている場合でもヒータに外部電源、キャパシタの両方から電力が供給され、装置外部から供給される電力の消費という点で無駄であったが、本発明ではその無駄な電力消費を防止することができる。
【００４８】
また、１または２以上の発熱体に蓄電装置、外部電源いずれの電力供給源からも電力供給が可能であることから定着装置の使用状況に応じて電力供給源を使い分けることができるため、外部電源の最大使用電力を低減できる定着装置や無駄な電力消費を防止できる定着装置の提供が可能となる。例えば、従来の定着装置の立上がり時には図１１に示すように、定着ローラの急速加熱のために外部電源からかなりの量の電力がリロード温度に到達するまで継続して定着装置に供給されることになるため、最大使用電力が高くなり、その外部電源の電気容量が占有されて他の装置の電源使用が制限されることがあったが、本発明では外部電源の最大使用電力を低減できるので他の装置の電源使用が可能となる。また、従来の定着装置にシートが連続的に通される際には定着ローラの熱がシートに奪われることによる定着ローラの温度低下の防止目的で、まず外部電源からヒータに電力が供給されるため、キャパシタに蓄えられた電力が有効に使われていなかったが、本発明ではまずキャパシタからヒータに電力供給できるため、キャパシタに蓄えられた電力を有効に利用することが可能となる。
【００４９】
また、電力供給源として蓄電装置と外部電源とを共用する発熱体（ヒータ）とすることができるため、発熱体の総本数を低減することが可能となり、発熱体に要するスペースを減らすことができ、ひいては定着装置の設計の自由度を向上させることができる。例えば、従来の定着装置ではキャパシタは直流電源であるために交流電源である外部電源とは別個の専用ヒータを設けていたため、ヒータの総本数が増えてしまい、ヒータを搭載するスペース確保のために定着装置の設計に制約が生じていたが、本発明ではその問題を解消できるようになる。
【００５０】
次に、本発明の第１の実施の形態である定着装置１０を画像形成装置に組み込んだ構成例を図８に示す。
図８の画像形成装置１００では、像担持体としてもドラム状感光体１０１と、感光体１０１を一様に帯電する帯電手段１０２と、帯電後の感光体１０１上にレーザ光Ｌを露光して静電潜像を形成するレーザ光学系１４０と、感光体１０１上の静電潜像を現像してトナー像とする現像部１０７とで電子写真方式の機構が構成されている。また、感光体１０１上のトナー像は転写手段１０６により給紙カセット１１０から供給されるシートＰに転写され、トナー像が形成されたシートＰは定着装置１０に搬送され、定着ロール１と加圧ロール２とで加熱されることによりトナーがシートＰに定着される構成である。
【００５１】
画像形成装置１００において、主電源が入れられると画像形成装置１００の各部が起動され、同時に定着装置１０も立上げ動作に入り、定着装置１０のヒータ４にキャパシタ１６から電力の供給が開始され、定着ローラ１の加熱が開始される。ここで、本発明の第１の実施の形態で示した電力供給の制御が行われ、蓄電装置１６に蓄えられた電力を積極的に使用することで、装置の立上がり時など多くの電力を必要とする時に外部電源１５から発熱手段６への電力供給を抑制することができるため、外部電源１５からの電力の効率的な使用と外部電源１５の最大使用電力の低減が実現される。
なお、画像形成装置１００において定着装置１０に代えて、第２の実施の形態で示した定着装置２０を組み込んでもよい。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように、請求項１の発明によれば、蓄電装置のみから発熱手段に電力を供給することにより、定着装置として外部電源の最大使用電力を低減できる。
請求項２の発明によれば、蓄電装置をキャパシタとすることにより、キャパシタの寿命を延ばすことができる。
請求項３の発明によれば、優先的に蓄電装置からの電力を使用することにより、外部電源からの電力を効率よく消費できる。
請求項４，５の発明によれば、定着装置の立上がり時、あるいは定着装置への通紙時に、無駄な電力消費を防止できる。
請求項６，７の発明によれば、電力供給のモードを選択する選択手段を備えることにより、無駄な電力消費を防止できる。
請求項８の発明によれば、１または２以上の発熱体に蓄電装置、外部電源いずれの電力供給源からも電力供給が可能とすることにより、外部電源の最大使用電力を低減できる定着装置や無駄な電力消費を防止できる定着装置を提供できる。また、発熱体の総本数を低減でき、発熱体に要するスペースを減らすことができる。
請求項９の発明によれば、蓄電装置のみから発熱手段に電力を供給することにより、外部電源の最大使用電力の低減可能な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の第１の実施の形態を示す回路構成図である。
【図３】本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における立ち上がり時の電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係図である。
【図４】本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における通紙時の電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係図である。
【図５】本発明に係る定着装置の第２の実施の形態の回路構成例を示す図である。
【図６】本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における値数小の通紙時の電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係図である。
【図７】本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における値数大の通紙時の電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図である。
【図９】従来の定着装置の構成例を示す断面図である。
【図１０】従来の定着装置の回路構成例を示す図である。
【図１１】従来の定着装置の電力供給時間−供給電力量−定着ローラ温度の関係例を示す図である。
【符号の説明】
１，９１    定着ローラ
２，９２    加圧ローラ
３，４，９３，９４    ヒータ
５，９５    温度検出手段
６    発熱手段
１０，２０，９０    定着装置
１１，２１    電力制御手段
１２，２２，２３，８４    ドライバ
１３，２４，８５    スイッチ
１５，２５，２７，８７    外部電源
１６，２６，８８    キャパシタ
２８    残容量検出手段
８２    入力回路
８３    ＣＰＵ
８６    サーモスタット
８９    充電装置
１００    画像形成装置
１０１    感光体
１０２    帯電手段
１０３    クリーニング手段
１０５    現像スリーブ
１０６    転写手段
１０７    現像部
１１０    給紙カセット
１１１    中板
１１２    アーム
１１３    給紙ローラ
１１４    分離パッド
１１５    レジストローラ対
１２０    排紙ローラ対
１２１    排紙口
１２２    排紙トレイ
１２５    排紙補助トレイ
１３０    操作パネル
１３１    外装部
１３２    給紙トレイ
１３３    ピン
１３４    ケース
１３５    電源回路
１３６    プリント板
１３７    コントローラボード
１４０    レーザ光学系
Ｐ    シート
Ｔ    トナー
【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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【図１１】
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