(57)【要約】【課題】可能な限り充電電圧を下げてキャパシタを使用することを可能として、キャパシタの性能劣化を防ぐ。【解決手段】充電器ＰＳＵ１は、キャパシタＣＰ１に充電する。電圧センサは、キャパシタＣＰ１の充電電圧を検出する。制御部ＣＴＬ１は、そのカウンタでキャパシタの充電時間をカウントする。制御部ＣＴＬ１は、カウンタによる所定のカウント時間中における電圧センサによる検出電圧の増加に基づいてキャパシタＣＰ１の充電電圧を判定し、この判定に基づいて充電器ＰＳＵ１による充電電圧を制御する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能なキャパシタと、
このキャパシタに充電する充電器と、
前記キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサと、
前記キャパシタの充電時間をカウントするカウンタと、
前記カウンタによる所定のカウント時間中における前記電圧センサによる検出電圧の増加に基づいて前記キャパシタの充電電圧を判定する判定手段と、
この判定に基づいて前記充電器による充電電圧を制御する制御手段と、
を備えているキャパシタ充電装置。
【請求項２】
充電可能なキャパシタと、
このキャパシタに充電する充電器と、
前記キャパシタから電力の供給を受けることにより発熱する第１の発熱部材と、
前記キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサと、
前記キャパシタの充電時間をカウントするカウンタと、
前記カウンタによる所定のカウント時間中における前記電圧センサによる検出電圧の増加に基づいて前記キャパシタの充電電圧を判定する判定手段と、
この判定に基づいて前記充電器による充電電圧を制御する制御手段と、
を備えている加熱装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記充電を定電流Ｉで行うときに、前記カウント時間が時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間であり、この間に前記充電電圧がＶ１からＶ２に上昇したときは、前記キャパシタの静電容量Ｃが、
Ｃ＝Ｉ（ｔ２−ｔ１）／（Ｖ２−Ｖ１）
となることから前記充電電圧を判定する、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記充電を定電力Ｗで行うときに、前記カウント時間が時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間であり、この間に前記充電電圧がＶ１からＶ２に上昇したときは、前記キャパシタの静電容量Ｃが、
Ｃ＝２Ｗ（ｔ２−ｔ１）／（Ｖ２２−Ｖ１２）
となることから前記充電電圧を判定する、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項５】
商用電源からの電力供給により発熱して前記所定の部材を加熱する第２の発熱部材をさらに備え、
前記充電器も、前記商用電源から充電する、
請求項２〜４のいずれかの一に記載の加熱装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかの一に記載の加熱装置を備え、
トナー画像が形成された媒体に加圧及び前記加熱装置の発熱による加熱を行って前記トナー画像の前記媒体上への定着を行なう、
定着装置。
【請求項７】
電子写真方式で媒体上にトナー画像を形成するプリンタエンジンと、
前記トナー画像の前記媒体上への定着を行なう請求項６に記載の定着装置と、を備えている画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、キャパシタ充電装置、加熱装置、この加熱装置を用いた定着装置、及び、この定着装置を用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１，２には、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置の発熱部材（定着ヒータ）について、商用電源からの電力供給に加えて、大容量キャパシタを使用した充電可能な補助電源を用いることによって、急速な立ち上がりを可能にすることで省電力効果を高めようとした技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３１５５６７公報
【特許文献２】
特開２００２−１８４５５４公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、定着ローラ、定着ベルトなどの定着部材に加圧ローラ、加圧ベルト、加圧パッドなどの加圧部材を圧接し、転写紙などのシートが定着部材と加圧部材との間を通過するときに、シート上のトナーを加熱及び加圧によりシートに定着させる加熱定着装置が用いられている。
【０００５】
このような加熱定着装置で最も一般的なタイプは、定着ローラが内面から輻射ヒータで加熱されることで熱及び圧力による画像の定着を行い、この定着ローラが画像の形成されたシートの搬送ローラをも兼ねる方式のものである。
【０００６】
このような加熱定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、ウォームアップ時間が長いという不具合がある。そのため、待機時には定着ローラの予熱により定着ローラの表面温度を定着に必要な温度近辺に維持しておく必要があり、未使用時には定着ローラの予熱により多くの電力を浪費してしまうことになる。
【０００７】
しかしながら、例えばウォームアップ時間が５秒〜１０秒程度以下であれば、定着ローラの予熱をなしとするか、極めて低温に定着ローラを予熱するようにすることで、ユーザはほとんど不便を感じることなく画像形成装置を使用することができる。
【０００８】
また、定着部材の低熱容量化も試みられ、肉厚０．５ｍｍ以下などの定着ローラの使用により、立ち上がり時間の短縮が可能となっている。
【０００９】
更なる立ち上がり時間の短縮には、定着部材を加熱するヒータへより多くの電力を投入できればよいが、一般的な商用電源は１００Ｖ、１５Ａであり、この範囲で商用電源から画像形成装置のヒータ、紙搬送系、画像形成部、制御部へ電力を供給する必要がある。これ以上の電力は大型の画像形成装置では使用されているが、この大型の画像形成装置は商用電源から大きな電力を得るための電源工事が必要になり、あるいは、使用個所が限定される不具合がある。
【００１０】
そこで、電気二重層キャパシタ等の大容量キャパシタを使用した充電可能な補助電源を用いて、商用電源の限界にとらわれずに急速な立ち上がりを狙った様々な定着装置が提案されている。前述の特許文献１，２に開示の技術は、定着ヒータについて、商用電源からの電力供給に加えて、大容量キャパシタを使用して充電可能な補助電源を用いることによって、急速な立ち上がりを可能にすることで省電力効果を高めることを目的としたものである。
【００１１】
電気二重層コンデンサは、充放電の繰り返し回数が数万〜数十万回以上でバッテリよりはるかに充放電回数による寿命が長いとされているが、経時的には内部容量の低下、内部抵抗の増加を伴う。また、キャパシタは、充電電圧を下げて使用する、あるいは環境温度を下げて使用することによって、経時劣化を減少することが知られている。
【００１２】
本発明の目的は、可能な限り充電電圧を下げてキャパシタを使用することを可能として、キャパシタの性能劣化を防ぐことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、充電可能なキャパシタと、このキャパシタに充電する充電器と、前記キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサと、前記キャパシタの充電時間をカウントするカウンタと、前記カウンタによる所定のカウント時間中における前記電圧センサによる検出電圧の増加に基づいて前記キャパシタの充電電圧を判定する判定手段と、この判定に基づいて前記充電器による充電電圧を制御する制御手段と、を備えているキャパシタ充電装置である。
【００１４】
したがって、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、充電可能なキャパシタと、このキャパシタに充電する充電器と、前記キャパシタから電力の供給を受けることにより発熱する第１の発熱部材と、前記キャパシタの充電電圧を検出する電圧センサと、前記キャパシタの充電時間をカウントするカウンタと、前記カウンタによる所定のカウント時間中における前記電圧センサによる検出電圧の増加に基づいて前記キャパシタの充電電圧を判定する判定手段と、この判定に基づいて前記充電器による充電電圧を制御する制御手段と、を備えている加熱装置である。
【００１６】
したがって、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の加熱装置において、前記判定手段は、前記充電を定電流Ｉで行うときに、前記カウント時間が時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間であり、この間に前記充電電圧がＶ１からＶ２に上昇したときは、前記キャパシタの静電容量Ｃが、
Ｃ＝Ｉ（ｔ２−ｔ１）／（Ｖ２−Ｖ１）
となることから前記充電電圧を判定する。
【００１８】
したがって、キャパシタの充電を定電流で行うときに、キャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の加熱装置において、前記判定手段は、前記充電を定電力Ｗで行うときに、前記カウント時間が時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間であり、この間に前記充電電圧がＶ１からＶ２に上昇したときは、前記キャパシタの静電容量Ｃが、
Ｃ＝２Ｗ（ｔ２−ｔ１）／（Ｖ２２−Ｖ１２）
となることから前記充電電圧を判定する。
【００２０】
したがって、キャパシタの充電を定電力で行うときに、キャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかの一に記載の加熱装置において、商用電源からの電力供給により発熱して前記所定の部材を加熱する第２の発熱部材をさらに備え、前記充電器も、前記商用電源から充電する。
【００２２】
したがって、商用電源の限界にとらわれずに急速な加熱を第１の発熱部材で行う場合に、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれかの一に記載の加熱装置を備え、トナー画像が形成された媒体に加圧及び前記加熱装置の発熱による加熱を行って前記トナー画像の前記媒体上への定着を行なう、定着装置である。
【００２４】
したがって、商用電源の限界にとらわれずに定着装置の急速な立ち上げを第１の発熱部材で行う場合に、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、電子写真方式で媒体上にトナー画像を形成するプリンタエンジンと、前記トナー画像の前記媒体上への定着を行なう請求項６に記載の定着装置と、を備えている画像形成装置である。
【００２６】
したがって、請求項６に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態のデジタル複写機の縦断面図である。このデジタル複写機は、本発明の画像形成装置を実施するもので、いわゆる複合機である。すなわち、このデジタル複写機は、複写機能と、これ以外の機能、例えば、プリンタ機能、ファクシミリ機能とを備えていて、図示しない操作部のアプリケーション切り替えキーの操作により、複写機能、プリンタ機能、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である。これにより、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。
【００２９】
次に、このデジタル複写機の概略構成及び複写モードの際の動作について説明する。図１において、自動原稿送り装置（以下ＡＤＦという）１０１において、原稿台１０２に画像面を上にして置かれた原稿は、図示しない操作部上のスタートキーが押下されると、給送ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラスからなる原稿台１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０１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、画像読取装置１０６によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。
【００３０】
原稿セット検知器１０９で原稿台１０２上に次の原稿が存在す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、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、画像読取装置１０６によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。ここに、給送ローラ３、給送ベルト４及び排送ローラ７は搬送モータによって駆動される。
【００３１】
第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１及び第３給紙装置１１２は、それぞれ選択されたときに、その積載された転写紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって感光体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いて、図示しないメインモータにより回転駆動される。
【００３２】
画像読取装置１０６で原稿から読み取られた画像データは、図示しない画像処理装置で所定の画像処理が施された後、書き込みユニット１１８によって光情報に変換され、感光体ドラム１１７には図示しない帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット１１８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。書き込みユニット１１８、感光体ドラム１１７、現像装置１１９や、その他の図示しない感光体ドラム１１７回りの周知の装置などにより、プリンタエンジンを構成している。
【００３３】
搬送ベルト１２０は、用紙搬送の手段及び転写の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からの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する。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、トナー像転写後に図示しないクリーニング装置により残存トナーのクリーニングがなされる。
【００３４】
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ときの動作であるが、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。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
プリントモードでは、前述の画像処理装置からの画像データの代りに、外部からの画像データが書き込みユニット１１８に入力されて、前述と同様に転写紙上に画像が形成される。
【００３８】
さらに、ファクシミリモードでは、画像読取装置１０６からの画像データ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、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて前述の画像処理装置からの画像データの代りに書き込みユニット１１８に入力されることにより、前述と同様に転写紙上に画像が形成される。
【００３９】
次に、定着装置１２１の構成について図２を参照して説明する。図２に示すように、定着装置１２１は、加熱部材である定着ローラ２０１に、シリコンゴム等の弾性部材からなる加圧ローラ２０２が、図示しない加圧手段により一定の加圧力で押し当てられている。定着部材と加圧部材は、一般的にローラ状である場合が多いが、例えば、いずれか一方又は両方を無端ベルト状に構成するようにしてもよい。この定着装置１２１には、ヒータＨＴ１，ＨＴ２が任意の位置に設けられる。例えば、このヒータＨＴ１，ＨＴ２は、定着ローラ２０１の内部に配置されて定着ローラ１を内側から加熱する。
【００４０】
定着ローラ２０１及び加圧ローラ２０２は、図示しない駆動機構により回転駆動される。温度センサＴＨ２１は、定着ローラ２０１の表面に当接され、定着ローラ２０１の表面温度（定着温度）を検出する。トナー２０６を担持した転写紙等の媒体であるシート２０７は、定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２による加熱及び加圧でトナー２０６が定着される。
【００４１】
次に、本発明のキャパシタ充電装置、加熱装置の具体的な実施の形態について説明する。
【００４２】
図３は、デジタル複写機の回路図である。図３において、主電源スイッチＭＳＷ１を介した商用ＡＣ電源Ｐは、デジタル複写機のＤＣ電源を生成する電力供給部ＰＳＵ２へ入力され、電力供給部ＰＳＵ２はデジタル複写機の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を生成する。第２の発熱部材である定着ヒータＨＴ２も、商用ＡＣ電源Ｐから電力の供給を受けて加熱するが、その電源系や制御系の詳細な説明は省略する。定着ヒータＨＴ２は、定着ローラ２０１の基準となる最大温度Ｔｔに達していないときにＯＮにされて、定着ローラ２０１を加熱する。
【００４３】
ＣＰ１は大容量のキャパシタであり、充電器ＰＳＵ１により充電される。ＰＳＵ１は主電源スイッチＭＳＷ１を介して商用ＡＣ電源Ｐの電力が入力され、制御部ＣＴＬ１からの信号Ｓ１によりキャパシタＣＰ１への出力がＯＮ／ＯＦＦされる。更に充電器ＰＳＵ１によってキャパシタＣＰ１に充電された電力は、キャパシタ充放電回路ＣＰＤ１により定着ヒータＨＴ１に供給される。第１の発熱部材である定着ヒータＨＴ１は、定着ローラ２０１の温度が前述の最大温度Ｔｔより低い所定温度Ｔｍｉｎを割り込みそうなときにＯＮにされて、定着ローラ２０１を加熱する。
【００４４】
インターロックスイッチＩＳＷ１は、図示しないデジタル複写機のカバー類と連動してＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、デジタル複写機のカバー類が開けら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、カバー閉時に該駆動部材の動作を停止、あるいは該中高圧電源印加部材への電圧印加を停止するよう電源を遮断する。電源Ｖａａの一部は、インターロックスイッチＩＳＷを介してキャパシタ充放電回路ＣＰＤ１に入力される。
【００４５】
定着ローラ２０１の表面温度を検出するための前述の温度センサＴＨ２１はサーミスタであり、このサーミスタの抵抗値が温度により変化することにより制御部ＣＴＬ１は定着ローラ２０１の表面温度を検出する。
【００４６】
次に、キャパシタ充放電回路ＣＰＤ１について図４の回路図を参照して説明する。キャパシタ充放電回路ＣＰＤ１は、キャパシタＣＰ１の両端に接続された充放電用のスイッチＣＰＳＷ１１、安全保護用のリレーＲＬ１１、キャパシタの両端電圧を検出する両端電圧検出回路ＣＰＶ１１等で構成される。符号Ｄ１１は、リレーＲＬ１１の逆起防止用のダイオードである。
【００４７】
キャパシタＣＰ１の両端は、充放電用のスイッチＣＰＳＷ１１、安全保護用のリレーＲＬ１１を介してヒータＨＴ１１と接続され、キャパシタＣＰ１は、スイッチＣＰＳＷ１１、安全保護用のリレーＲＬ１１の両方がＯＮされた状態で定着ヒータＨＴ１１に電力を供給する。両端電圧検出手段ＣＰＶ１１は、キャパシタＣＰ１の電圧を検出し、制御部ＣＴＬ１が、この電圧信号Ｓ４を監視する。
【００４８】
スイッチＣＰＳＷ１１は制御部ＣＴＬ１が制御するキャパシタ放電信号Ｓ２によりＯＮ／ＯＦＦされる。同様にリレーＲＬ１１は制御部ＣＴＬ１が制御するリレーＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ３によりＯＮ／ＯＦＦされる。
【００４９】
キャパシタＣＰ１の充放電を制御する制御部ＣＴＬ１について、図５の回路図を参照して説明する。制御部ＣＴＬ１のマイコンのＣＰＵ１１は、キャパシタの両端電圧を検出するアナログ信号Ｓ４、定着ローラ２０１の表面温度を検出するための温度センサＴＨ２１と抵抗Ｒ２１の抵抗値によって分圧されたアナログ信号Ｓ５が入力される。更にＣＰＵ１１のＩ／Ｏポートからは、充電器ＰＳＵ１の出力ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ１、キャパシタ充電信号Ｓ２、リレーＲＬ１１のＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ３を出力する。更にＣＰＵ１１は、時間をカウントするカウンタＴＩＭを実装している。
【００５０】
図６の回路図を参照して充電器ＰＳＵ１について説明する。図６に示すように、充電器ＰＳＵ１では、商用ＡＣ電源Ｐの入力を、ノイズフィルタＮＦ、突入防止回路３０１を介してダイオードブリッジＤＢで整流し、コンデンサＣ１００で平滑されて、トランスＴ１００の１次側に入力される。トランスＴ１００は、ＦＥＴ３０２でＯＮ／ＯＦＦされる。トランスＴ１００の２次側出力は整流平滑回路３０８で整流平滑され、この２次側のラインには、定電圧検出部３０３、過電圧検出部３０４、定電流検出部３０５が接続されている。一定電圧を検出する定電圧検出部３０３、一定の過電圧を検出する過電圧検出部３０４、一定電流を検出する定電流検出部３０５からの各検出信号は、トランスＴ１００の１次側と２次側とを絶縁するフォトカプラなどの絶縁素子３０６を介して、制御素子であるコントロールＩＣ３０７に入力され、充電器ＰＳＵ１では、これらの検出信号に基づいて、定電流制御、定電圧制御、あるいは定電力制御を行なって、キャパシタＣＰ１を充電する。
【００５１】
なお、一般的にはキャパシタＣＰ１は定電流で充電することが望ましいが、定電力制御で充電することにより充電時間を短縮可能である。過電圧制御は、キャパシタに過電圧をかけないために設けられている。ダイオードＤ１は、キャパシタＣＰ１からの逆流を防止するためのダイオードである。
【００５２】
次に、キャパシタＣＰ１の性能劣化を検出して行う、キャパシタＣＰ１の充電電圧の制御について説明する。
【００５３】
まず、充電電荷量と充電電流値との間には、
Ｑ＝ＣＶ＝Ｉｔ
（Ｑ：充電電荷量、Ｃ：静電容量、Ｉ：電流値（定数）、ｔ：充電時間）
の関係が成り立つ。よって、キャパシタＣＰ１を定電流で充電すると、
Ｃ＝Ｉｔ／Ｖ
で静電容量Ｃが算出できる。
【００５４】
定電流で充電した場合には、図７で示すように電位が上昇する。制御部ＣＴＬ１は、タイマＴＩＭによる時間計測、及び、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出可能であるので、任意の時刻ｔ１，ｔ２におけるキャパシタＣＰ１の両端電圧Ｖ１，Ｖ２を知ることが可能である。これにより、静電容量Ｃを、
Ｃ＝Ｉ（ｔ２−ｔ１）／（Ｖ２−Ｖ１）              ……  （１）
という演算で算出可能である。
【００５５】
また、定着ヒータＨＴ１の加熱に必要なキャパシタＣＰ１の充電エネルギーは、
Ｗ＝１／２Ｃ・Ｖ２  （Ｗ：充電エネルギー、Ｃ：静電容量、Ｖ：電圧）
とも表される。
【００５６】
ここで、静電容量Ｃの初期時の値をＣ０、経時劣化後の値をＣ１、蓄えられるエネルギーをＷ１とすると、
Ｃ１＝ａ×Ｃ０  （ａ＜１）
となり、定着装置１２１としての性能を達成するためには、
2005039873.tif 000003
で表される。
【００５７】
よって、経時劣化時に性能を満たすための電圧をＶ１、初期電圧をＶ０とすると、
Ｖ０＝√ａ×Ｖ１
で性能を維持可能である。
【００５８】
そして、静電容量Ｃの経時劣化が初期時より２０％低下すると仮定すると、
ａ＝０．８，√ａ＝０．８９
となり、
Ｖ０＝０．８９×Ｖ１
となる。このように初期電圧Ｖ０を低めに設定しておけば、キャパシタＣＰ１の容量低下、内部抵抗増加を低減させることができる。
【００５９】
そして、
Ｖ１＝１．１２×Ｖ０
のように、その後の静電容量Ｃの経時劣化に伴って、充電電圧Ｖ１を初期電圧Ｖ０に比べて高くすることにより、キャパシタＣＰ１の容量低下、内部抵抗増加を補うことができる。
【００６０】
そこで、制御部ＣＴＬ１は、定期的、あるいは不定期でもよいが、図８のフローチャートに示すように、キャパシタＣＰ１の充電時に任意の時刻Ｔ１，Ｔ２におけるキャパシタＣＰ１の両端電圧Ｖ１，Ｖ２を検出し（ステップＳ１）、キャパシタＣＰ１の静電容量Ｃを判定、この静電容量Ｃから性能維持可能なキャパシタＣＰ１の両端電圧を判定し（判定手段）（ステップＳ２）、この判定した両端電圧でキャパシタＣＰ１を充電する（制御手段）（ステップＳ３）制御を行うことにより、キャパシタの性能劣化を抑えることが可能となる。なお、ステップＳ２，Ｓ３においては、（１）式や後述の（２）式に基づく演算を現実に実行して、性能維持可能なキャパシタＣＰ１の両端電圧を求めてもよいが、時刻Ｔ１，Ｔ２、両端電圧Ｖ１，Ｖ２の値から静電容量Ｃや性能維持可能なキャパシタＣＰ１の両端電圧を求めるテーブルを制御部ＣＴＬ１の図示しないＲＡＭなどに登録しておき、このテーブルをルックアップして制御を行うようにしてもよい。
【００６１】
図８の制御を制御部ＣＴＬ１が行うには、具体的には、図９に示すように、制御部ＣＴＬ１から信号Ｓ６を電器ＰＳＵ１（のコントロールＩＣ３０７）に出力して、キャパシタＣＴＬ１の充電電圧を可変するように構成すればよい。この場合に、制御部ＣＴＬ１と充電器ＰＳＵ１を絶縁する必要がない場合には、信号Ｓ６をアナログ信号にすることにより、任意の充電電圧に設定可能とすることができる。制御部ＣＴＬ１と充電器ＰＳＵ１を絶縁する必要がある場合には、図１０に示すように、信号Ｓ６をＰＷＭ信号などで送信し、フォトカプラなどの絶縁素子３０６で絶縁し、フィルタ３０９によりアナログ信号に変換すればよい。
【００６２】
なお、演算は多少複雑になるが、定電力により充電する場合には、やはり以下の式より同様に静電容量Ｃを算出可能であり、その結果、充電電圧を決定することが可能である。
【００６３】
Ｃ＝２Ｗ（ｔ２−ｔ１）／（Ｖ２２−Ｖ１２）  （Ｗ：電力値で定数）……（２）
【００６４】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明は、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００６５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、キャパシタの充電を定電流で行うときに、キャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００６６】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、キャパシタの充電を定電力で行うときに、キャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００６７】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかの一に記載の発明において、商用電源の限界にとらわれずに急速な加熱を第１の発熱部材で行う場合に、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００６８】
請求項６に記載の発明は、商用電源の限界にとらわれずに定着装置の急速な立ち上げを第１の発熱部材で行う場合に、当初はキャパシタの充電電圧を低めに充電してキャパシタの性能劣化を防止し、静電容量の判定を行ってキャパシタの性能劣化の発生を確認したときは充電電圧を増加させてキャパシタの性能劣化を補うことができる。
【００６９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるデジタル複写機の縦断面図である。
【図２】定着装置の構成を説明する説明図である。
【図３】デジタル複写機の回路の構成を示す回路図である。
【図４】キャパシタ充放電回路の回路図である。
【図５】制御部の回路図である。
【図６】充電器の回路図である。
【図７】コンデンサの充電時間と電位との関係を示すグラフである。
【図８】制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図９】デジタル複写機の回路の構成を示す回路図である。
【図１０】充電器の回路図である。
【符号の説明】
１２１  定着装置、加熱装置
２０１  所定の部材
２０７  媒体
２０６  トナー画像
ＨＴ１  第１の発熱部材
ＨＴ２  第２の発熱部材
ＣＰＶ１１  電圧センサ
ＴＩＭ      カウンタ
【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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