(57)【要約】【課題】  商用電源による電力供給を補助して、加熱ローラを加熱する補助加熱システムにおいて、画像形成装置の使用態様に応じた電力供給を実現する。【解決手段】  画像を記録部材に定着させる加熱ローラを加熱する際の、商用電源からの電力供給を補助する補助加熱システムであって、前記加熱ローラを加熱するための電力供給を行うキャパシタ及び二次電池と、前記加熱ローラの温度を所定の温度まで上げる工程において、前記キャパシタが電力供給を行うよう制御し、昇温後の前記加熱ローラが前記画像を記録部材に定着させる工程において、前記二次電池が電力供給を行うよう制御する制御手段とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を記録部材に定着させる加熱ローラを加熱する際の、商用電源からの電力供給を補助する補助加熱システムであって、
前記加熱ローラを加熱するための電力供給を行うキャパシタ及び二次電池と、
前記加熱ローラの温度を所定の温度まで上げる工程において、前記キャパシタが電力供給を行うよう制御し、昇温後の前記加熱ローラが前記画像を記録部材に定着させる工程において、前記二次電池が電力供給を行うよう制御する制御手段と
を有することを特徴とする補助加熱システム。
【請求項２】
前記キャパシタが電力供給を行うことで前記加熱ローラを加熱する第１の発熱体と、
前記二次電池が電力供給を行うことで前記加熱ローラを加熱する第２の発熱体と
を有することを特徴とする請求項１に記載の補助加熱システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記画像を記録部材に定着させる工程において、更に、前記キャパシタが電力供給を行うよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の補助加熱システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画像を記録部材に定着させる工程が終了した後の工程において、前記キャパシタまたは前記二次電池のいずれか一方または両方が、前記商用電源からの電力供給により充電されるよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補助加熱システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補助加熱システムを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助加熱システム及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の画像形成装置には、加熱ローラ等を含む定着装置が配されており、当該定着装置により、記録部材に担持された未定着のトナー像を記録部材に定着させる定着処理が行われている。
【０００３】
かかる画像形成装置では、待機状態において加熱ローラへの電力供給を停止し、消費電力の削減を図る一方で、待機状態から通常状態への移行時には短時間で加熱ローラが昇温するよう、商用電源による電力供給に加えて、電気二重層キャパシタによる電力供給が行われている。
【０００４】
電気二重層キャパシタの場合、短時間で大電力を供給することができるため、商用電源による電力供給を補助することで、上記画像形成装置では、商用電源による電力供給の上限（例えば、１５００［Ｗ］）を超えた電力供給を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、加熱ローラの昇温後に行われる画像形成処理のうち、特定の使用態様（例えば、厚紙の高速印刷等）においては、加熱ローラの温度を維持するために、商用電源による電力供給の上限を超えて電力供給を行うことが必要になる。
【０００６】
このような使用態様に対応すべく、画像形成処理の際にも電気二重層キャパシタによる電力供給を継続し、商用電源による電力供給を補助する構成とすることが考えられる。しかしながら、一定時間以上の電力供給を継続させるためには相応のサイズの電気二重層キャパシタを配する必要があり、現実的でない。一方で、電気二重層キャパシタのサイズを維持したままでは、特定の使用態様に対応した画像形成処理を行うことができない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、商用電源による電力供給を補助して、加熱ローラを加熱する補助加熱システムにおいて、画像形成装置の使用態様に応じた電力供給を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の各実施形態に係る補助加熱システムは、以下のような構成を有する。すなわち、
画像を記録部材に定着させる加熱ローラを加熱する際の、商用電源からの電力供給を補助する補助加熱システムであって、
前記加熱ローラを加熱するための電力供給を行うキャパシタ及び二次電池と、
前記加熱ローラの温度を所定の温度まで上げる工程において、前記キャパシタが電力供給を行うよう制御し、昇温後の前記加熱ローラが前記画像を記録部材に定着させる工程において、前記二次電池が電力供給を行うよう制御する制御手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の各実施形態によれば、商用電源による電力供給を補助して、加熱ローラを加熱する補助加熱システムにおいて、画像形成装置の使用態様に応じた電力供給を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の内部構成及び制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２】定着装置の詳細構成の一例を示す図である。
【図３】加熱システム全体の構成を示す図である。
【図４】加熱ローラの温度変化の一例を示す図である。
【図５】加熱システムの動作の一例を示す図である。
【図６】キャパシタ蓄電部と二次電池蓄電部の役割を説明するための第１の図である。
【図７】キャパシタ蓄電部と二次電池蓄電部の役割を説明するための第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、各実施形態の詳細について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に際して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１２】
［第１の実施形態］
＜１．画像形成装置の内部構成及び制御装置のハードウェア構成＞
はじめに、画像形成装置の内部構成及び該画像形成装置が内蔵する制御装置のハードウェア構成について説明する。図１は、画像形成装置の内部構成及び制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図１に示す画像形成装置１１０は、模式図１Ａに示す内部構成を有する。また、図１に示す画像形成装置１１０に内蔵され、模式図１Ａに示す各部を制御する制御装置１６０は、模式図１Ｂに示すハードウェア構成を有する。
【００１３】
（１）内部構成
模式図１Ａに示すように、画像形成装置１１０は、回転体からなる像担持体の一例であるドラム形状の感光体１１１を有する。感光体１１１は実線矢印で示す方向に回転するように取り付けられている。
【００１４】
また、画像形成装置１１０は、感光体１１１の周りに、実線矢印で示す向きに従って種々の装置を有する。具体的には、画像形成装置１１０は、帯電ローラを備える帯電装置１１２と、露光手段の一部を構成するミラー１１３と、現像ローラ１１４ａを備える現像装置１１４とを有する。更に、画像形成装置１１０は、記録部材Ｐにトナー像を転写する転写装置１１６と、感光体１１１の周面に摺接するブレード１１５ａを備えるクリーニング装置１１５とを有する。
【００１５】
なお、帯電装置１１２と現像ローラ１１４ａとの間の感光体１１１上には、ミラー１１３を介して露光光Ｌｂによる走査が行われる走査位置が規定されている。以下、露光光Ｌｂによる走査が行われる走査位置を、露光部１２１と称す。同様に、転写装置１１６に対向する感光体１１１上の転写位置（図１の例では、感光体１１１の下面位置）を、以下では、転写部１２２と称す。
【００１６】
また、模式図１Ａに示すように、画像形成装置１１０は、転写部１２２の上流側の位置に、一対のレジストローラ１３２と、給紙コロ１３１とを有する。記録部材Ｐは、給紙コロ１３１により送り出され、レジストローラ１３２に向かって破線矢印で示す搬送経路上を搬送される。
【００１７】
更に、模式図１Ａに示すように、画像形成装置１１０は、転写部１２２の下流側の位置に、定着装置１４０を有する。定着装置１４０は、加熱ローラ１４１と加圧部材１４２とを含む。
【００１８】
かかる内部構成のもと、画像形成装置１１０は、以下のような手順で画像形成処理を行う。まず、感光体１１１が回転を開始すると、感光体１１１は暗中において帯電装置１１２によって均一に帯電され、露光部１２１において露光光Ｌｂによって走査される。これにより、感光体１１１には、作成する画像に対応した潜像が形成される。
【００１９】
潜像が形成された感光体１１１は、現像装置１１４の位置まで回転することで、現像ローラ１１４ａ上のトナーによって可視像化される。この結果、感光体１１１には、トナー像が形成される。
【００２０】
一方、給紙コロ１３１により送り出された記録部材Ｐは、破線矢印で示す搬送経路上を搬送され、レジストローラ１３２の位置で一旦停止する。感光体１１１上に形成されたトナー像と転写部１２２で合致するように送り出しのタイミングを待つためである。好適なタイミングが到来するとレジストローラ１３２に停止していた記録部材Ｐは、レジストローラ１３２から送り出され、転写部１２２に向けて搬送される。
【００２１】
感光体１１１上に形成されたトナー像と記録部材Ｐとは、転写部１２２で合致する。感光体１１１上に形成されたトナー像は、転写装置１１６による電界により、記録部材Ｐ上に転写される。
【００２２】
感光体１１１から転写されたトナー像を担持した記録部材Ｐは、定着装置１４０に向けて送り出される。記録部材Ｐ上に担持された未定着のトナー像（未定着画像）は定着装置１４０にて定着処理が行われることで、記録部材Ｐに定着される。
【００２３】
一方、転写部１２２で記録部材Ｐに転写されずに感光体１１１上に残った残留トナーは、感光体１１１の回転とともにクリーニング装置１１５に到達し、感光体１１１がクリーニング装置１１５を通過する間に清掃される。
【００２４】
（２）制御装置のハードウェア構成
模式図１Ｂに示すように、画像形成装置１１０に内蔵され、模式図１Ａに示す各部を制御する制御装置１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６２を備える。更に、制御装置１６０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６３、補助記憶部１６４、接続部１６５を備える。なお、制御装置１６０の各部は、バス１６６を介して相互に接続されている。
【００２５】
ＣＰＵ１６１は、補助記憶部１６４に格納された各種プログラム（後述する、画像形成装置制御プログラム、主加熱制御プログラム、補助加熱制御プログラム等）を実行するコンピュータである。
【００２６】
ＲＯＭ１６２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ１６２は、補助記憶部１６４に格納された各種プログラムを、ＣＰＵ１６１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。
【００２７】
ＲＡＭ１６３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。ＲＡＭ１６３は、補助記憶部１６４に格納された各種プログラムがＣＰＵ１６１によって実行される際に展開される、作業領域として機能する。
【００２８】
補助記憶部１６４は、ＣＰＵ１６１により実行される各種プログラムを格納する。
【００２９】
接続部１６５は、画像形成装置１１０内の他のデバイスや画像形成装置１１０外の外部機器と接続するためのデバイスである。
【００３０】
＜２．定着装置の構成＞
次に、未定着のトナー像を記録部材Ｐに定着させる定着処理を行う定着装置１４０の詳細構成について説明する。図２は、定着装置の詳細構成の一例を示す図である。図２に示すように、定着装置１４０は、加熱ローラ１４１と加圧部材１４２とを有する。
【００３１】
加熱ローラ１４１は、更に内部に加熱部２００を有する。加熱部２００は、主発熱体２０１と、補助発熱体２０２（第１の発熱体）及び補助発熱体２０３（第２の発熱体）とを含む。加熱部２００はハロゲンヒータであり、輻射熱により加熱ローラ１４１を加熱する。
【００３２】
加熱ローラ１４１は、アルミや鉄などの金属により形成されており、耐久性に優れ、加圧による変形が生じない程度の強度を有している。また、加熱ローラ１４１の表面には、トナーの固着を防ぐための離型層２１０が形成されている。更に、加熱ローラ１４１の内面は、ハロゲンヒータの熱を効率よく吸収するための黒化処理が施されている。
【００３３】
上記構成のもと、記録部材Ｐが加熱ローラ１４１と加圧部材１４２との間を通過することで、記録部材Ｐ上に担持された未定着のトナー像が熱加圧され、記録部材Ｐに定着される。
【００３４】
なお、本実施形態では、定着装置１４０として、ローラ状加熱体にハロゲンヒータを配する場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、ローラ状加熱体の代わりに、ベルト及びフィルム状加熱体を配してもよい。また、ハロゲンヒータの代わりに、セラミックヒータや誘導加熱源等の熱源を配してもよい。
【００３５】
＜３．加熱システムの構成＞
次に、第１の実施形態に係る補助加熱システムを含む、加熱システム全体の構成について説明する。図３は、画像形成装置が有する加熱システム全体の構成を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、加熱システムは、主加熱システム３１０と補助加熱システム３２０とを含む。主加熱システム３１０及び補助加熱システム３２０は、いずれも制御装置１６０により制御される。
【００３７】
制御装置１６０には、画像形成装置１１０全体を制御する画像形成装置制御プログラムと、主加熱システム３１０を制御する主加熱制御プログラムと、補助加熱システム３２０を制御する補助加熱制御プログラムとがインストールされている。制御装置１６０のＣＰＵ１６１がこれらのプログラムを実行することで、制御装置１６０は、画像形成装置制御部３０１、主加熱制御部３０２、補助加熱制御部３０３として機能する。
【００３８】
なお、以下では、制御装置１６０が主加熱制御部３０２として機能する場合、制御装置１６０は、主加熱システム３１０に含まれるものとして説明する。また、制御装置１６０が補助加熱制御部３０３として機能する場合、制御装置１６０は、補助加熱システム３２０に含まれるものとして説明する。
【００３９】
図３に示すように、主加熱システム３１０は、主加熱制御部３０２として機能する制御装置１６０と、主電源３１２と、スイッチ３１３とを含む。
【００４０】
主加熱制御部３０２は、画像形成装置制御部３０１から通知される「動作情報」に基づいて、スイッチ３１３の動作を制御する。なお、動作情報とは、画像形成装置１１０の動作に関する情報を指す。
【００４１】
主電源３１２は、画像形成装置１１０の設置場所に備えられているコンセント等と接続されてなる商用電源（日本国内の場合、１００［Ｖ］）である。
【００４２】
主発熱体２０１は、主電源３１２より電力が供給されることで発熱する。主発熱体２０１は、ガラス管の中にある電熱線が、主電源３１２から電力が供給されることで発光する。主発熱体２０１は、例えば、画像形成装置１１０の仕様に基づき、１２００Ｗの電力が要求されている場合にあっては、約８［Ω］の抵抗値を有することになる。また、画像形成装置１１０の仕様に基づき、７００Ｗの電力が要求されている場合にあっては、約１４［Ω］の抵抗値を有することになる。
【００４３】
スイッチ３１３は、主加熱制御部３０２からの指示に基づいて動作する。スイッチ３１３が閉状態になることで、主電源３１２から主発熱体２０１に電力が供給される。また、スイッチ３１３が開状態になることで、主電源３１２から主発熱体２０１への電力供給が停止する。
【００４４】
補助加熱システム３２０は、補助加熱制御部３０３として機能する制御装置１６０と、充電器３２２と、補助電源３２３と、スイッチ３４２、３４３と、補助発熱体２０２、２０３とを有する。
【００４５】
補助加熱制御部３０３は、制御手段の一例であり、画像形成装置制御部３０１から通知される動作情報に基づいて、充電器３２２及びスイッチ３４２、３４３の動作を制御する。
【００４６】
充電器３２２は、補助加熱制御部３０３から指示があった場合に、主電源３１２からの電力供給に基づき、補助電源３２３を充電する。
【００４７】
補助電源３２３は、充放電可能な電源であり、大電力を取り出すことが可能な電気二重層キャパシタを有するキャパシタ蓄電部３３２と、大容量化が可能なリチウムイオン電池やニッケル水素電池などを含む二次電池蓄電部３３３とを含む。
【００４８】
キャパシタ蓄電部３３２が有する電気二重層キャパシタは、充電時間が短く、寿命が長いといった特徴を有する。具体的には、電気二重層キャパシタは、数十秒から数分程度の充電時間で充電が可能である。また、電気二重層キャパシタは、充放電に伴う劣化が少なく、充放電の繰り返し寿命は１０万回以上である。
【００４９】
なお、本実施形態において、キャパシタ蓄電部３３２は、２０００［Ｆ］の容量と、３［ｍΩ］の内部抵抗とを有する電気二重層キャパシタセルを１０個直列に接続することにより構成されている。単セルの定格電圧を２．５［Ｖ］とすると、本実施形態において全セルを組み合わせたキャパシタ蓄電部３３２は、定格電圧が２５［Ｖ］となる。
【００５０】
一方、二次電池蓄電部３３３は、定格電圧が４．２［Ｖ］の二次電池セルを６個直列に接続してなる。このため、本実施形態において全セルを組み合わせた二次電池蓄電部３３３の定格電圧は２５．２［Ｖ］となる。
【００５１】
スイッチ３４２、スイッチ３４３は、補助加熱制御部３０３からの指示に基づいて動作する。スイッチ３４２が閉状態になることで、キャパシタ蓄電部３３２から補助発熱体２０２に電力が供給され、スイッチ３４２が開状態になることで、キャパシタ蓄電部３３２から補助発熱体２０２への電力の供給が停止する。また、スイッチ３４３が閉状態になることで、二次電池蓄電部３３３から補助発熱体２０３に電力が供給され、スイッチ３４３が開状態になることで、二次電池蓄電部３３３から補助発熱体２０３への電力の供給が停止する。
【００５２】
補助発熱体２０２、２０３は、主発熱体２０１と同様の構成を有する。ただし、補助発熱体２０２、２０３は、セラミックヒータにより構成されてもよい。この場合、補助発熱体２０２、２０３は、薄いフィルム等を介して加熱ローラ１４１に接触することで、加熱ローラ１４１を加熱する。
【００５３】
＜４．加熱ローラの温度＞
次に、加熱システムにより加熱される加熱ローラ１４１の温度変化について説明する。図４は、加熱ローラの温度変化の一例を示す図である。図４において横軸は時間を表し、縦軸は加熱ローラ１４１の温度を表している。
【００５４】
図４に示すグラフのうち、グラフ４０１は、主加熱システム３１０のスイッチ３１３のみを閉状態にした場合の加熱ローラ１４１の温度変化を示している。つまり、グラフ４０１は、主電源３１２が主発熱体２０１に電力を供給した場合の加熱ローラ１４１の温度変化を示している。
【００５５】
一方、グラフ４０２は、主加熱システム３１０のスイッチ３１３と、補助加熱システム３２０のスイッチ３４２を閉状態にした場合の加熱ローラ１４１の温度変化を示している。つまり、グラフ４０２は、主電源３１２が主発熱体２０１に電力を供給し、かつ、補助電源３２３に含まれるキャパシタ蓄電部３３２が補助発熱体２０２に電力を供給した場合の加熱ローラ１４１の温度変化を示している。
【００５６】
図４から明らかなように、主電源３１２とキャパシタ蓄電部３３２とにより電力が供給されることで、主電源３１２のみにより供給される電力以上の電力が供給されるため、所定温度に到達するまでの加熱ローラの昇温時間が短くすることができる。
【００５７】
＜５．加熱システムの動作＞
次に、動作情報に基づく加熱システムの動作について説明する。図５は、加熱システムの動作の一例を示す図である。
【００５８】
図５（ａ）は、画像形成装置制御部３０１から主加熱制御部３０２及び補助加熱制御部３０３に通知される動作情報の一例を示す図である。図５（ａ）の例は、画像形成装置制御部３０１から、電源投入情報５０１、通紙開始情報５０２、通紙終了情報（待機状態開始情報）５０３、通常状態開始情報（待機状態終了情報）５０４が通知された場合を示している。更に、図５（ａ）の例は、画像形成装置制御部３０１から、通紙開始情報５０５、通紙終了情報５０６、通紙開始情報５０７、通紙終了情報（待機状態開始情報）５０８が通知された場合を示している。
【００５９】
なお、ここでいう通紙とは、未定着のトナー像を担持する記録部材Ｐが定着装置１４０を通過することを指し、通紙が行われる時間帯（通紙区間と称す）においては、それぞれ複数回の画像形成処理（定着処理を含む）が行われているものとする。また、ここでいう待機状態とは、画像形成処理が行われていない状態（例えば、通紙終了情報（待機状態開始情報）５０３が通知されてから、次の通常状態開始情報（待機状態終了情報）５０４が通知されるまでの間）を指すものとする。また、ここでいう通常状態とは、待機状態以外の状態（例えば、通常状態開始情報（待機状態終了情報）５０４が通知されてから通紙終了情報（待機状態開始情報）５０８が通知されるまでの間）を指すものとする。なお、図５（ａ）において通紙開始情報５０２、５０５には、更に、厚紙を高速印刷する画像形成処理が行われることを示す情報が含まれているものとする。
【００６０】
図５（ｂ）〜（ｅ）は、加熱ローラ１４１の温度変化、加熱ローラ１４１に供給される電力の推移、加熱ローラ１４１の加熱に際して主電源３１２が供給する電力の推移及び補助電源３２３が供給する電力の推移、をそれぞれ示している。以下、図５（ａ）に示す動作情報と対応付けながら、図５（ｂ）〜図５（ｅ）について説明する。
【００６１】
画像形成装置１１０の電源が投入され、画像形成装置制御部３０１から、電源投入情報５０１が通知されると、主加熱制御部３０２は、スイッチ３１３を閉状態にする。これにより、主電源３１２による主発熱体２０１への電力供給が開始される（図５（ｄ）のタイミング５３１）。
【００６２】
なお、画像形成装置１１０の電源投入直後は、加熱ローラ１４１を急速に昇温させる必要がないため、補助電源３２３による電力供給は行われず、主電源３１２による電力供給のみが行われる。このため、加熱ローラ１４１に供給される電力は、主電源３１２が主発熱体２０１に供給する電力（Ｗｍ２）に等しい（図５（ｃ）のタイミング５２１）。この結果、加熱ローラ１４１の温度は緩やかに上昇していく（図５（ｂ）のタイミング５１１〜５１２）。
【００６３】
加熱ローラ１４１が所定の温度まで昇温されると、画像形成処理が可能となる（図５（ｂ）のタイミング５１２）。ここで、画像形成装置制御部３０１から、通紙開始情報５０２が通知されると、主電源３１２では、通紙区間において供給すべき電力（Ｗｍ１）を主発熱体２０１に供給する（図５（ｄ）のタイミング５３２）。
【００６４】
また、このとき通知される通紙開始情報５０２には、厚紙を高速印刷する画像形成処理が行われることを示す情報が含まれているため、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４３を閉状態にする。これにより、補助電源３２３から補助発熱体２０３に電力（Ｗｓ１）が供給される（図５（ｅ）のタイミング５４２）。
【００６５】
この結果、加熱ローラ１４１に供給される電力は、主電源３１２が供給する電力（Ｗｍ１）と補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ１）の和となる（図５（ｃ）のタイミング５２２）。これは、主電源３１２が供給可能な電力（Ｗｍ２）以上の電力である。これにより、通紙区間において、厚紙が高速印刷されたとしても、加熱ローラ１４１は、所定の温度を維持することができる（図５（ｂ）のタイミング５１２〜５１３）。
【００６６】
通紙区間が終了し、画像形成装置制御部３０１から、通紙終了情報（待機状態開始情報）５０３が通知されると、主加熱制御部３０２は、スイッチ３１３を開状態にし、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４３を開状態にする。これにより、主電源３１２による主発熱体２０１への電力供給が停止するとともに（図５（ｄ）のタイミング５３３）、補助電源３２３による補助発熱体２０３への電力供給も停止する（図５（ｅ）のタイミング５４３）。この結果、画像形成装置１１０の待機状態では、加熱ローラ１４１の温度が急速に下降していく（図５（ｂ）のタイミング５１３以降）。
【００６７】
なお、このとき補助加熱制御部３０３は、充電器３２２に充電指示を通知するため、主電源３１２は充電器３２２に対して電力を供給する（図５（ｄ）のタイミング５３３）。これにより、補助電源３２３が充電される。
【００６８】
その後、画像形成装置１１０が待機状態から通常状態へと移行し、画像形成装置制御部３０１から、通常状態開始情報（待機状態終了情報）５０４が通知されると、主加熱制御部３０２は、スイッチ３１３を閉状態にする。これにより、主電源３１２による主発熱体２０１への電力供給が開始される（図５（ｄ）のタイミング５３４）。また、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４２を閉状態にする。これにより、補助電源３２３から補助発熱体２０２に電力（Ｗｓ２）が供給される（図５（ｅ）のタイミング５４４）。
【００６９】
この結果、加熱ローラ１４１に供給される電力は、主電源３１２が供給する電力（Ｗｍ２）と補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ２）の和となる（図５（ｃ）のタイミング５２４）。これは、主電源３１２が供給可能な電力（Ｗｍ２）以上の電力である。これにより、加熱ローラ１４１は、短時間で所定の温度まで昇温される（図５（ｂ）のタイミング５１４〜５１５）。
【００７０】
加熱ローラ１４１が所定の温度まで昇温されると、画像形成処理が可能となる（図５（ｂ）のタイミング５１５）。
【００７１】
ここで、画像形成装置制御部３０１から、通紙開始情報５０５が通知されると、主電源３１２では、通紙区間において供給すべき電力（Ｗｍ１）を主発熱体２０１に供給する（図５（ｄ）のタイミング５３５）。また、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４２を開状態にする。
【００７２】
なお、このとき通知される通紙開始情報５０５には、厚紙を高速印刷する画像形成処理が行われることを示す情報が含まれているため、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４３を閉状態にする。これにより、補助電源３２３から補助発熱体２０３に電力（Ｗｓ１）が供給される（図５（ｅ）のタイミング５４５）。
【００７３】
この結果、加熱ローラ１４１に供給される電力は、主電源３１２が供給する電力（Ｗｍ１）と補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ１）との和となる（図５（ｃ）のタイミング５２５）。これは、主電源３１２が供給可能な電力（Ｗｍ２）以上の電力である。これにより、通紙区間において、厚紙が高速印刷されたとしても、加熱ローラ１４１は、所定の温度を維持することができる（図５（ｂ）のタイミング５１５〜５１６）。
【００７４】
その後、厚紙を高速印刷する画像形成処理が終了し、画像形成装置制御部３０１より、通紙終了情報５０６が通知されると、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４３を開状態にする。これにより、補助電源３２３から補助発熱体２０３への電力供給が停止する（図５（ｅ）のタイミング５４７）。この結果、加熱ローラ１４１に供給される電力は、主電源３１２が供給する電力（Ｗｍ１）のみとなる（図５（ｃ）のタイミング５２７）。
【００７５】
続いて、画像形成装置１１０が、普通紙を印刷する処理に移行したことで、画像形成装置制御部３０１より、普通紙を印刷する画像形成処理が行われることを示す情報を含む通紙開始情報５０７が通知されたとする。この場合、主加熱制御部３０２は、スイッチ３１３の閉状態を維持する（図５（ｄ）のタイミング５３７）。なお、普通紙を印刷する画像形成処理の場合、主電源３１２により供給される電力（Ｗｍ１）のみで、加熱ローラ１４１の温度を維持することができる。このため、補助電源３２３から補助発熱体２０３への電力供給が停止した後も、加熱ローラ１４１は所定の温度を維持することができる（図５（ｂ）のタイミング５１６〜５１８）。
【００７６】
その後、通紙区間が終了し、画像形成装置制御部３０１から、通紙終了情報（待機状態開始情報）５０８が通知されると、主加熱制御部３０２は、スイッチ３１３を開状態にする。これにより、主電源３１２による主発熱体２０１への電力供給が停止する（図５（ｄ）のタイミング５３８）。この結果、画像形成装置１１０の待機状態では、加熱ローラ１４１の温度が急速に下降していく（図５（ｂ）のタイミング５１８以降）。
【００７７】
なお、このとき補助加熱制御部３０３は、充電器３２２に充電指示を通知するため、主電源３１２は充電器３２２に対して電力を供給する（図５（ｄ）のタイミング５３８）。これにより、補助電源３２３が充電される（図５（ｅ）のタイミング５４８）。
【００７８】
＜６．キャパシタ蓄電部と二次電池蓄電部の役割＞
次に、上述した加熱システムの動作において、補助電源３２３が電力を供給する際の、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３の役割について更に説明する。
【００７９】
図６は、キャパシタ蓄電部と二次電池蓄電部の役割を説明するための第１の図である。このうち、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図５（ａ）、（ｂ）、（ｅ）と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００８０】
図６（ｄ）及び図６（ｅ）は、図６（ｃ）（＝図５（ｅ））に示す補助電源３２３が供給する電力の内訳を示しており、このうち、図６（ｄ）は、キャパシタ蓄電部３３２が供給する電力を、図６（ｅ）は、二次電池蓄電部３３３が供給する電力を示している。
【００８１】
図６（ｅ）に示すように、通紙区間（図６（ａ）の５０２〜５０３）においては、二次電池蓄電部３３３により電力が供給される（図６（ｅ）のタイミング６１２〜６１３）。つまり、補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ１）は（図６（ｃ）のタイミング５４２〜５４３）、二次電池蓄電部３３３により供給される電力（Ｗｓ１）に等しい。
【００８２】
また、通紙区間終了後（図６（ａ）の５０３）に補助電源３２３に対して行われる充電処理は、二次電池蓄電部３３３に対して行われる。
【００８３】
一方、画像形成装置制御部３０１より、通常状態開始情報（待機状態終了情報）５０４が通知された後は、キャパシタ蓄電部３３２により電力が供給される（図６（ｄ）のタイミング６０４〜６０５）。つまり、補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ２）は（図６（ｃ）のタイミング５４４〜５４５）、キャパシタ蓄電部３３２により供給される電力（Ｗｓ２）に等しい。
【００８４】
更に、通紙区間（図６（ａ）の５０５〜５０６）に補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ１）は（図６（ｃ）のタイミング５４５〜５４６）、二次電池蓄電部３３３により供給される（図６（ｅ）のタイミング６１５〜６１６）。また、通紙区間終了後（図６（ａ）の５０８）に補助電源３２３に対して行われる充電処理は、キャパシタ蓄電部３３２及び二次電池蓄電部３３３の両方に対して行われる（図６（ｄ）のタイミング６０８、図６（ｅ）のタイミング６１８）。
【００８５】
つまり、待機状態から通常状態への移行時に、短時間で加熱ローラ１４１を昇温するために大電力を供給する場合には（加熱ローラ１４１の温度を所定の温度まで上げる工程においては）、キャパシタ蓄電部３３２が主電源３１２による電力供給を補助する。
【００８６】
一方、通紙区間において加熱ローラ１４１の温度を維持するために、長時間で中程度の電力を供給する場合には（昇温後の加熱ローラ１４１が未定着のトナー像を定着させる工程においては）、二次電池蓄電部３３３が、主電源３１２による電力供給を補助する。
【００８７】
このように、商用電源（主電源３１２）による電力供給の上限を超えて電力供給を行う必要がある場合に、本実施形態では、画像形成装置１１０の動作に応じて、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３とを切り替えて使用する。
【００８８】
これにより、通紙区間における特定の使用態様（例えば、厚紙の高速印刷等）に対応すべく加熱ローラ１４１を加熱するにあたり、キャパシタ蓄電部３３２が電力供給を行う必要がなくなる。この結果、キャパシタ蓄電部３３２のサイズを維持したままでも、特定の仕様態様に応じた電力供給を実現できる。なお、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３とをあわせたサイズは、仮に通紙区間においてキャパシタ蓄電部が電力供給を行うとした場合のキャパシタ蓄電部のサイズよりもはるかに小さく、実現可能なサイズである。
【００８９】
＜７．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る補助加熱システム３２０は、未定着のトナー像を記録部材に定着させる加熱ローラを加熱する際の、主電源からの電力供給を補助するシステムであって、
・短時間で大きな電力を供給するキャパシタ蓄電部と、中程度の電力を長時間供給する二次電池蓄電部とを有し、
・加熱ローラの温度を所定の温度まで上げる工程においては、キャパシタ蓄電部が電力供給を行うことで主電源からの電力供給を補助し、
・昇温後の加熱ローラが未定着のトナー像を記録部材に定着させる工程においては、二次電池蓄電部が電力供給を行うことで主電源からの電力供給を補助する。
【００９０】
この結果、本実施形態に係る補助加熱システム３２０によれば、画像形成装置の使用態様に応じた電力供給を実現できる。
【００９１】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態に係る補助加熱システム３２０では、未定着のトナー像を定着させる工程において、補助電源３２３のうち、二次電池蓄電部３３３のみが電力供給を行うものとして説明した。これに対して、第２の実施形態では、未定着のトナー像を定着させる工程において、二次電池蓄電部３３３とキャパシタ蓄電部３３２の両方が電力供給を行う。これにより、二次電池蓄電部３３３を形成する二次電池の充放電量を減らし、二次電池の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
図７は、キャパシタ蓄電部と二次電池蓄電部の役割を説明するための第２の図である。図６に示した第１の図との相違点は、２回目の通紙区間（図７（ａ）の５０５〜５０６）において、補助電源３２３により供給される電力（Ｗｓ１）が、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３とにより供給されている点である。
【００９３】
具体的には、画像形成装置制御部３０１より通紙開始情報５０５が通知されると、補助加熱制御部３０３は、スイッチ３４２の閉状態を維持したまま、スイッチ３４３を閉状態にする。そして、キャパシタ蓄電部３３２では、通紙区間において供給すべき電力（Ｗｓ３）を補助発熱体２０２に供給する（図７（ｄ）のタイミング７０５）。また、二次電池蓄電部３３３では補助発熱体２０３に電力（Ｗｓ４（＜Ｗｓ１））を供給する（図７（ｅ）のタイミング６１５）。
【００９４】
この結果、補助電源３２３が供給する電力（Ｗｓ１）は、キャパシタ蓄電部３３２が供給する電力（Ｗｓ３）と二次電池蓄電部３３３が供給する電力（Ｗｓ４）の和となる（図５（ｃ）のタイミング５４５）。
【００９５】
このように、未定着のトナー像を記録部材に定着させる通紙区間において、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３の両方が電力を供給する構成とすることで、二次電池蓄電部３３３を形成する二次電池の充放電量を減らすことができる。この結果、本実施形態によれば二次電池の長寿命化を図ることができる。
【００９６】
［その他の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、通紙区間において、厚紙を高速印刷する場合に、二次電池蓄電部３３３による電力供給を行う構成とした。しかしながら、厚紙を高速印刷する画像形成処理以外でも、通紙区間において商用電源による電力供給の上限を超えて電力供給を行う必要が生じた場合には、二次電池蓄電部３３３による電力供給を行う構成としてもよい。例えば、周囲環境温度が低く加熱ローラ１４１の温度を維持するために必要な電力がより大きい場合や、商用電源の電圧が低く、主電源だけでは加熱ローラ１４１の温度の維持が困難な場合などである。
【００９７】
また、上記第１及び第２の実施形態では、主加熱制御部３０２及び補助加熱制御部３０３を、画像形成装置制御部３０１とは別の構成として記載したが、主加熱制御部３０２及び補助加熱制御部３０３は、画像形成装置制御部３０１の一機能として構成してもよい。
【００９８】
また、上記第１及び第２の実施形態では、主加熱制御部３０２及び補助加熱制御部３０３と、画像形成装置制御部３０１とを制御装置１６０にて実現するものとして説明したが、それぞれを、別体のハードウェアで実現してもよい。
【００９９】
また、上記第１及び第２の実施形態では、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３とがそれぞれ別々の補助発熱体に電力を供給する構成としたが、キャパシタ蓄電部３３２と二次電池蓄電部３３３とが、同じ補助発熱体に電力を供給する構成としてもよい。
【０１００】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１１０                ：画像形成装置
１４０                ：定着装置
１４１                ：加熱ローラ
１４２                ：加圧部材
１６０                ：制御装置
２００                ：加熱部
２０１                ：主発熱体
２０２、２０３        ：補助発熱体
３０１                ：画像形成装置制御部
３０２                ：主加熱制御部
３０３                ：補助加熱制御部
３１０                ：主加熱システム
３１２                ：主電源
３２０                ：補助加熱システム
３２２                ：充電器
３２３                ：補助電源
３３２                ：キャパシタ蓄電部
３３３                ：二次電池蓄電部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特開２００２−２８０１４６号公報
【図１】
2017219710.tif 000003
【図２】
2017219710.tif 000004
【図３】
2017219710.tif 000005
【図４】
2017219710.tif 000006
【図５】
2017219710.tif 000007
【図６】
2017219710.tif 000008
【図７】
2017219710.tif 000009