(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定常的に電力を供給可能な主電源と、この主電源からの電力により充電が可能である補助電源と、前記主電源からの電力により発熱する主発熱部材及び、前記補助電源からの電力により発熱する少なくとも二つ以上の補助発熱部材を有する加熱部材とを有する定着装置を備え、前記補助電源に対して前記補助発熱部材を並列に接続する画像形成装置において、
前記補助電源の蓄電量を検知する蓄電量検知手段と、
前記主電源からの電力を前記主発熱部材に供給して前記補助電源からの電力を前記二つ以上の補助発熱部材に供給する通常モード、及び
前記補助電源の蓄電量が不十分である場合に、前記主電源から前記主発熱部材及び前記補助発熱部材からなる全発熱部材に安定した電力を供給する主電力モードとを有し、
前記蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されている時に前記通常モードに切り換え、前記蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されていない時に前記主電力モードに切り換える制御装置とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記主電力モード時に前記主電源から電力を供給する発熱部材を切り換える発熱部材切換手段を有し、この発熱部材切換手段は、前記主電力モード時に前記主発熱部材及び補助発熱部材を前記主電源に対して並列に接続し、前記前記主発熱部材及び前記補助発熱部材を順番に一つずつ発熱させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御装置は前記主電源及び前記補助電源からの通常電力供給による前記加熱部材の昇温時に前記温度検知手段の検知温度が所定の温度以上に昇温した時に前記主電力モードに切り換えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、前記所定の温度は、前記加熱部材が被加熱体を加熱するのに必要な第一の所定温度よりも低温に設定された第二の所定温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の画像形成装置において、前記主電力モード時に前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記制御装置内のＣＰＵが、前記各発熱部材を発熱させる時間を制御する装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記補助発熱部材は抵抗発熱体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記補助電源が電気化学キャパシタであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、前記加熱部材として薄肉定着ローラを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
定常的に電力を供給可能な主電源と、この主電源からの電力により充電が可能である補助電源と、前記主電源からの電力により発熱する主発熱部材及び、前記補助電源からの電力により発熱する少なくとも二つ以上の補助発熱部材を有する加熱部材とを有する定着装置を備え、前記補助電源に対して前記補助発熱部材を並列に接続する画像形成装置の定着装置制御を行う制御装置において、
前記主電源からの電力を前記主発熱部材に供給して前記補助電源からの電力を前記二つ以上の補助発熱部材に供給する通常モード、及び
前記補助電源の蓄電量が不十分である場合に、前記主電源から前記主発熱部材及び前記補助発熱部材からなる全発熱部材に安定した電力を供給する主電力モードとを有し、
前記補助電源の蓄電量を検知する蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されている時に前記通常モードに切り換え、前記蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されていない時に前記主電力モードに切り換えることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、電子写真方式の画像形成装置と省エネの要望について説明する。  
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、普通紙やＯＨＰ紙等の記録部材上に画像を形成する工程を有する。様々な画像記録方式が実現されているが、その中でも高速性、画像品質、コストなどから画像形成装置に広く採用されているのが電子写真方式である。
【０００３】
電子写真方式では、普通紙やＯＨＰ紙等の記録部材上に未定着トナー像を形成する工程と、この未定着トナー像を熱と圧力で記録部材に固定する定着工程がある。定着工程を行う定着装置としては、高速性、安全性等の面から熱定着装置としてのヒートローラ方式の定着装置が現在最も多く採用されている。
【０００４】
ヒートローラ方式の定着装置とは、ハロゲンヒータなどの発熱部材により加熱される定着ローラと、この定着ローラに対向して配置される加圧ローラとを圧接してニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、この定着ローラと加圧ローラとの間に記録部材としてのシートを通過させて加熱する方式である。
【０００５】
定着ローラは、鉄やアルミニウムなどの金属からなる金属ローラを主に使用しており、熱容量が大きい。このため、定着ローラは、使用可能温度である約180℃前後まで昇温するには数分から十数分の長い立上り時間が必要であるという欠点がある。  
そこで、複写機などの画像形成装置では、使用者が画像形成を行わない待機時にも、定着ローラに電力を供給し、定着ローラの表面温度を使用可能温度よりやや低い予熱温度に保っている。これにより、定着ローラはすぐに使用可能温度まで立ち上がらせることができるため、使用者が定着ローラの昇温を待つ事がない。
【０００６】
しかし、この画像形成装置では、使用していない待機時にも画像形成には直接必要のない、いわば余分な電力が定着装置で消費されることになる。そして、この待機時の消費エネルギーは画像形成装置の消費エネルギーの約７〜８割に上るという調査結果もある。
【０００７】
近年、環境保護意識の高まりから各国で省エネ規制が制定されている。国内では省エネ法が改正されて強化され、米国でもエナジースターやＺＥＳＭ（Zero Energy Star Mode）などの省エネプログラムが制定されている。  
画像形成装置では、これらの規制やプログラムに対応するべく省電力化を図る際には、待機時の消費エネルギーを削減すると省エネ効果が大きい。このため、画像形成装置は、未使用の待機時には定着装置への電力供給をゼロにすることが望ましい。
【０００８】
しかし、定着装置は、従来の構成のままで待機時の電力をゼロにすると、再立上げ時には定着ローラの昇温時間が数分かかってしまい、待ち時間が長く使用者の使い勝手が悪化してしまう。このため、速やかに定着ローラの温度を上昇させる構成が、省エネ型の画像形成装置を実現する上で必要とされ、例えば、上記ＺＥＳＭでは再立上げには１０秒以下が要求されている。
【０００９】
次に定着装置における電源の電力について説明する。  
定着ローラの昇温時間を短くするためには、単位時間の投入エネルギー、すなわち定格電力を大きくすると良い。実際に、画像形成速度の速い画像形成装置（高速機）には電源電圧を２００Ｖにして対応しているものもある。しかし、日本国内の一般的なオフィスでは、電源は１００Ｖ１５Ａが一般的で１５００Ｗが上限であり、電源電圧を２００Ｖにする対応策は設置場所の電源関連部分に特別な工事を施す必要があり一般的な解決法とはいえない。
【００１０】
また、１００Ｖ１５Ａの電源を２系統用いて全投入電力を上げる画像形成装置も実用化されているが、これは２系統のコンセントが近くにあるところでないと設置することができない。  
このため、これまでは定着ローラを短時間で昇温させようとしても、投入エネルギーの上限は上げられないのが実状であった。
【００１１】
次に補助電源と大容量キャパシタについて説明する。  
画像形成装置には、最大供給電力を増やすことで省エネを実現するために、補助電源を用いて上記課題を解決する構成が提案されている。充電可能な補助電源としては、鉛蓄電池及びカドニカ電池が代表的なものである。
【００１２】
しかし、二次電池は、充放電を繰り返すと劣化して容量が低下していき、大電流で放電するほど寿命が短くなるという性質を持つ。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寿命が来てしまうことになる。これでは電池交換の手間がかかるとともに、電池代などのランニングコストも非常に高くつく事になってしまう。さらに、充電時間も大容量のものをフルに充電するには数時間を要するため、一日に何度も充放電を繰り返す用途には使用できず、実用上は使用が困難であった。
【００１３】
二次電池では実用的な補助電源を使用できないため、特許文献１には、電気二重層キャパシタなどの大容量コンデンサ（キャパシタ）を補助電源として用いた技術が提案されている。大容量コンデンサは、大きく次の有利な特徴を有する。  
１）充放電の繰り返し回数が数万回以上でほぼ無制限であり、充電特性の劣化がほとんどなく定期的なメンテナンスが不要である。
２）充電時間が、二次電池であるバッテリーで数時間を要するのに対して数秒から数十秒程度にすることが可能である。また、電気二重層キャパシタでは数十から数百アンペアの大電流を流すことが可能であるため、短時間での電力供給が可能である。
【００１４】
このように、大容量キャパシタを補助電源として用いると、定着装置には立ち上がる数秒から数十秒の短時間に商用電源の電力の限界を超える電力を供給することができる。このため、立ち上がり時間の短い定着装置を信頼性と耐久性が高く実現することが可能である。  
特許文献２には、大容量キャパシタにハロゲンヒータを並列に接続することで、低電圧で大電力を得ることができる加熱装置が記載されている。
。
【００１５】
次に、加熱部材の小熱容量化について説明する。  
短時間立ち上げに特化した定着方式として、ＳＵＲＦ定着方式がある。これは、板状のセラミックヒータの周囲に耐熱樹脂製のフィルムを巻き回す構成であり、セラミックヒータの熱容量が小さくなるため、立ち上げ時間を短くすることができ、主に低速機で実用化されている。
【００１６】
しかし、このＳＵＲＦ定着方式では、今後さらに高速機へ対応するためにはフィルムを破損防止のために厚くする必要がある。このときの問題として、フィルムがニップ部に入る前にフィルムの温度を上げておかないと、樹脂は金属よりも熱伝導率が悪くニップ中で熱が紙に十分に伝わらなくなるため、ニップ部に入る前の上流部からフィルムを加熱する必要がでてくる。このため、ヒータの板状部の面積は大きくなり、より急速な昇温を行うためには高い電力電源が必要である。
【００１７】
近年では、ヒートローラ方式においても、定着ローラに1.0mm以下の鉄・アルミ製の薄肉ローラを使用することで立ち上げ時間を短時間にしている。加熱部材の熱容量を小さくする方法は、立ち上げ時間の短縮に非常に有用である。しかしながら、小熱容量化の技術を高速機に導入すると、「温度落込み」問題が生じる。
【００１８】
「温度落込み」は、1分間の通紙枚数が60枚を越えるような高速機において、立ち上げ直後に厚紙などの連続通紙を行うと、加熱部材の熱量が記録部材から大量に奪われるため、小熱容量の加熱部材の表面温度が直ぐに必要定着温度以下にまで落ち込んでしまい、定着不良が発生するという問題である。
【００１９】
この問題を解決するために、小熱容量化の技術を導入している高速機では、厚紙などの連続通紙時には、普通紙の通紙速度よりも通紙速度を低くする「CPMダウン」を行うことで定着不良が発生することを回避している。
【００２０】
特許文献３には、周辺機器装置と接続されている画像形成装置において、上記周辺機器装置の電源が当該画像形成装置の補助電源として使用できるように構成されていることを特徴とする画像形成装置が記載されている。この画像形成装置は、電力不足に陥りそうになったときには周辺機器装置の電源の電力を補助電源として画像形成装置に投入するものであり、安定動作が可能で電源の小型化、低コスト化が可能である。
【００２１】
【特許文献１】特開２０００−３１５５６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４５５４号公報
【特許文献３】特開平１１−１７８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上記大容量コンデンサを用いた加熱装置（定着装置）を開発するにあたって、より性能を向上させる上で以下のような課題が明らかになってきた。  
加熱装置（定着装置）において、大容量キャパシタの保持する電力を数秒から数十秒の立上げ時間で使いきるには、大電力を取り出す構成が必要である。電力＝電圧×電流であるため、電圧を高くするか電流を大きくすることで、大電力を得ることが可能である。
【００２３】
定着ローラの加熱に通常発熱部材として用いられるハロゲンヒータは、最大電流が１０〜１２A程度が上限で、それ以上最大電流を大きくすることが困難である。これは、ハロゲンヒータの電流を大電流にするとハロゲンヒータの寿命が短くなるためである。よって、ハロゲンヒータを発熱部材として用いた加熱装置で大電力を得るためには、大電圧の電源を電力供給源として用いた構成を取る必要があった。
【００２４】
しかし、もともと大容量キャパシタは１セル当たりの電圧が数Ｖ程度と低い特性がある。これはセル内部の溶液が電気分解するのを防ぐためであり、１セル当たりの電圧は水系で１ボルト強、有機系でも数ボルト程度である。このため、従来用いられてきたハロゲンヒータを発熱部材として定着ローラの加熱を行うには、セルを十数個〜数十個直列に接続して高電圧の電源ユニットとして利用する必要がある。
【００２５】
しかし、多くのセルを直列につないで高電圧・大電力を得る構成の大容量キャパシタでは、たとえ数個のセルだけで定着ローラの温度を上昇させるのに十分なエネルギーを有している場合でも、電圧を上げるためにセルの数を増やす必要があった。いわば余分な容量のキャパシタセルを使用する必要があった。しかし、現在はキャパシタのコストは高いものであり、エネルギーの密度も低く体積が大きいためにキャパシタセルの数を減らすことが欠かせない。
【００２６】
すなわち、ハロゲンヒータを発熱部材として用いる構成では、電圧を上げるためにエネルギー的に余分なセルを用いる必要があるため、電源の体積が大きくコストも高くなってしまうという問題があった。  
特許文献１記載の加熱装置でも、大容量キャパシタの電圧を高くする必要から、余分なエネルギーのキャパシタセルを備える必要があり、電源の体積が大きくコストも高くなってしまうという問題があった。
【００２７】
この問題を解決すべく、大容量キャパシタにハロゲンヒータを並列に接続することで、低電圧で大電力を得る技術が特許文献２にて提案されている。これは、大容量キャパシタには大電流を流すことができる特徴を活かし、ハロゲンヒータの抵抗を低く設定することで、短時間に低電圧で大電力を取り出すというものである。
【００２８】
上記従来技術は、大容量キャパシタ等の補助電源を利用する際には、主電源に接続しているハロゲンヒータの他に補助電源用のハロゲンヒータを補助電源に接続する構成である。  
しかし、定着ローラの中に複数のハロゲンヒータを設置する構成の定着装置では、定着ローラに小熱容量の薄肉定着ローラを使用した時に、一本のハロゲンヒータが点灯した時に他のハロゲンヒータのガラス部材の影響で熱放射が妨げられて定着ローラの表面に温度ムラが生じるという問題がある。
【００２９】
定着ローラの表面に過度に高温の部分があると、その部分に溶融したトナーが付着するホットオフセットが発生する可能性がある。  
また、定着ローラの表面温度ムラの問題は、大容量キャパシタ等の補助電源に十分な電力が充電されていない時に、非常に深刻な問題となる。
【００３０】
充電が不十分な補助電源に接続されたハロゲンヒータは、供給される電力が不足するために充分な熱量を発生させることができず、主電源に接続しているハロゲンヒータとの温度格差が非常に大きくなり、オフセットによる定着不良、あるいは定着ローラの壊れ等の現象を引き起こす可能性がある。
【００３１】
従って、薄肉定着ローラ特有の温度ムラを低減させるとともに、補助電源に必要電力が蓄電されていない際の補助発熱部材と主電源に接続されている主発熱部材との発熱量の違いによる定着ローラの温度格差の拡大、及び過度の局部的な温度上昇を防止する対策が必要である。
【００３２】
そこで、補助電源の蓄電量を検知して、補助電源に所定の電力が蓄電されていない際には、補助電源に接続された発熱部材への電力供給源を補助電源から主電源に切り換える制御装置を備えた加熱装置を提供することで、補助電源の蓄電量にかかわらず、補助発熱部材に安定した電力を供給し、加熱部材の温度ムラを低減できると考えられる。
【００３３】
しかしながら、補助電源に並列に接続された発熱部材への電力供給源を補助電源から主電源に切り換える際に、単純に加熱装置内の全ての発熱部材を主電源に対して並列に接続すると、商用電源の限界である15Aを超える電流が流れてしまう。
【００３４】
また、大電力による加熱ローラの時間的な温度ムラの解消を目的とするもので、補助電源である大容量キャパシタのセルの接続を放電時に可変することにより大容量キャパシタから補助電源用ヒータに供給する電力を制御して加熱ローラの温度ムラを減少させる技術が提案されている。しかし、この技術は、加熱ローラが所定の温度に昇温した際にはキャパシタのセルを並列に接続して大容量キャパシタから補助電源用ヒータに供給する電力を制限することで加熱ローラの温度ムラを減少させるものであり、主電源用ヒータと補助電源用ヒータの発熱量が異なる場合に加熱ローラの円周方向に発生する温度ムラを解消することはできない。
【００３５】
ところで、上記補助電源を用いた定着装置を搭載することにより、省エネルギーでかつ立ち上げ時間の非常に短い画像形成装置を提供することができる。又、加熱装置の短時間昇温を促進するには、加熱装置の投入電力を大きくする方法と、加熱装置の熱容量を小さくする方法がある。そのため、上記加熱装置において、熱容量の小さい薄肉定着ローラを使用することで、より短時間な昇温が可能であると考えられる。
【００３６】
1分間の通紙枚数が60枚を越えるような高速機の場合、定着ローラの熱量が記録部材から大量に奪われるので、熱容量の小さい薄肉定着ローラの表面温度は、立ち上げ直後の連続通紙により、直ぐに必要定着温度以下にまで落ち込んでしまうため、高速機には薄肉定着ローラを使用できないという課題があったが、補助電源の電力を立ち上げ時だけでなく、通紙による温度落込み時に投入することでこの課題を解決することができ、高速機における大幅な立ち上げ時間の短縮及び省エネが可能となる。
【００３７】
しかしながら、大容量コンデンサと薄肉定着ローラを用いた画像形成装置を開発するにあたって、より性能を向上させる上で以下のような課題が明らかになった。  
補助電源を搭載した画像形成装置には、補助電源の蓄電量が不足している場合には十分な電力を定着装置に供給することができず、安定な動作ができないという課題がある。
【００３８】
画像形成装置に搭載した補助電源としての大容量キャパシタは、立ち上げ等で大電力を放電した後には数分程度の充電期間が必要である。  
上述したようにキャパシタ自体の充電時間が数十秒程度になる構成にすることは可能であるが、画像形成装置のキャパシタの充電は、画像形成後に行われ、コスト及び省スペースの観点から小型の充電器を用いて低電流で数分間かけて行われる。
【００３９】
この低電流でのキャパシタの充電が不十分な時に再び画像形成装置に立ち上げ指令が出された際には、キャパシタのフル充電時と同じような短時間の立ち上げができない。  
通常の定着ローラであれば、前回の立ち上げ時から次の立ち上げ指令までの間隔が短ければ、定着ローラに余熱が残っているために問題とならないが、小熱容量の薄肉定着ローラを使用した場合、定着ローラに蓄熱している熱量が非常に少ないためにすぐに常温にまで下がってしまい、上記のような課題が発生する。
【００４０】
さらに、高速機の場合、キャパシタの蓄電量が不足したまま、画像形成を行うと、定着装置の立ち上げ直後の連続通紙による温度落込みに対応できずに、定着ローラの表面温度が必要定着温度以下にまで落ち込んでしまって定着が行えなくなる可能性がある。  
又、特許文献１記載のもの等の従来技術は、大容量キャパシタ等の補助電源を利用する際には、主電源に接続しているハロゲンヒータの他に補助電源用のハロゲンヒータを接続する構成である。
【００４１】
この従来技術では、充電が不十分な補助電源に接続されたハロゲンヒータは、供給される電力が不足するために充分な熱量を発生することができず、主電源に接続しているハロゲンヒータとの温度格差により定着ローラの温度ムラが非常に大きくなり、オフセットによる定着不良、あるいは定着ローラの壊れ等の現象を引き起こす可能性がある。
【００４２】
この課題に対して、補助電源を追加しても新たな発熱部材を追加する必要を無くすことを目的としたもので、複数の発熱部材を持つ定着装置において、主電源と補助電源が、それぞれの電力を供給する発熱部材を共用し、補助電源の蓄電量が不足している場合にも主電源によってのみ電力供給を行うことにより、全ての発熱部材を発熱させる従来技術が提案されている。
【００４３】
しかし、この従来技術では、取り出せる電力が小さくなりすぎてしまい、定着ローラの温度ムラには対応できるが、定着装置を所定温度まで立ち上げる際に十分な電力を取り出すことができず、画像形成装置の短時間立ち上げはできない。又、高速機における定着ローラの温度落込みにも対応できない。  
又、現在はキャパシタのコストは高いものであり、キャパシタを用いた蓄電装置を搭載することにより画像形成装置本体の価格が高くなるという欠点がある。
【００４４】
本発明は、補助電源の蓄電量が不十分である時にも補助発熱部材に安定した電力を供給することができて加熱部材の温度ムラを低減することができるとともに、商用電源の限界を超える電流が流れることを防止することができ、かつ、十分な電力を取り出すことができ、さらに、加熱部材の表面温度をより均一に制御することが可能である画像形成装置及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、定常的に電力を供給可能な主電源と、この主電源からの電力により充電が可能である補助電源と、前記主電源からの電力により発熱する主発熱部材及び、前記補助電源からの電力により発熱する少なくとも二つ以上の補助発熱部材を有する加熱部材とを有する定着装置を備え、前記補助電源に対して前記補助発熱部材を並列に接続する画像形成装置において、前記補助電源の蓄電量を検知する蓄電量検知手段と、前記主電源からの電力を前記主発熱部材に供給して前記補助電源からの電力を前記二つ以上の補助発熱部材に供給する通常モード、及び前記補助電源の蓄電量が不十分である場合に、前記主電源から前記主発熱部材及び前記補助発熱部材からなる全発熱部材に安定した電力を供給する主電力モードとを有し、前記蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されている時に前記通常モードに切り換え、前記蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されていない時に前記主電力モードに切り換える制御装置とを有するものである。
【００５２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記主電力モード時に前記主電源から電力を供給する発熱部材を切り換える発熱部材切換手段を有し、この発熱部材切換手段は、前記主電力モード時に前記主発熱部材及び補助発熱部材を前記主電源に対して並列に接続し、前記前記主発熱部材及び前記補助発熱部材を順番に一つずつ発熱させるものである。
【００５３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段を有し、前記制御装置は前記主電源及び前記補助電源からの通常電力供給による前記加熱部材の昇温時に前記温度検知手段の検知温度が所定の温度以上に昇温した時に前記主電力モードに切り換えるものである。
【００５４】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記所定の温度は、前記加熱部材が被加熱体を加熱するのに必要な第一の所定温度よりも低温に設定された第二の所定温度であるものである。
【００５５】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の画像形成装置において、前記主電力モード時に前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記制御装置内のＣＰＵが、前記各発熱部材を発熱させる時間を制御する装置を有するものである。
【００５６】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記補助発熱部材は抵抗発熱体であるものである。
【００５７】
請求項７に係る発明は、請求１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記補助電源が電気化学キャパシタであるものである。
【００５８】
請求項８に係る発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記加熱部材として薄肉定着ローラを備えたものである。
【００５９】
請求項９に係る発明は、定常的に電力を供給可能な主電源と、この主電源からの電力により充電が可能である補助電源と、前記主電源からの電力により発熱する主発熱部材及び、前記補助電源からの電力により発熱する少なくとも二つ以上の補助発熱部材を有する加熱部材とを有する定着装置を備え、前記補助電源に対して前記補助発熱部材を並列に接続する画像形成装置の定着装置制御を行う制御装置において、前記主電源からの電力を前記主発熱部材に供給して前記補助電源からの電力を前記二つ以上の補助発熱部材に供給する通常モード、及び前記補助電源の蓄電量が不十分である場合に、前記主電源から前記主発熱部材及び前記補助発熱部材からなる全発熱部材に安定した電力を供給する主電力モードとを有し、前記補助電源の蓄電量を検知する蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されている時に前記通常モードに切り換え、前記蓄電量検知手段からの蓄電量情報により前記補助電源に所定の電力量が蓄電されていない時に前記主電力モードに切り換えるものである。
【発明の効果】
【００８７】
本発明によれば、補助電源の蓄電量が不十分である時にも補助発熱部材に安定した電力を供給することができて加熱部材の温度ムラを低減することができるとともに、商用電源の限界を超える電流が流れることを防止することができ、かつ、十分な電力を取り出すことができ、さらに、加熱部材の表面温度をより均一に制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９４】
図１０は本発明の一実施形態である画像形成装置を示す。  
図１０において、符号41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を示し、この感光体41は図示しない駆動部により回転駆動される。感光体41のまわりには、矢印で示す向きの回転方向順に、帯電ローラからなる帯電装置42、露光手段の一部を構成するミラー43、現像ローラ44aを備えた現像手段44、記録部材としての転写紙Ｐに現像画像を転写する転写装置48、感光体41の周面に摺接するブレード46aを具備したクリーニング手段46などが配置されている。感光体41の表面は、帯電装置42と現像ローラ44aとの間で、図示しない露光手段によりミラー43を介して露光光Ｌｂで走査されるようになっている。この感光体41上の露光光Ｌｂが照射される位置を露光部150と呼ぶ。
【００９５】
転写装置48は感光体41の下面と対向している。この感光体41上の転写装置48と対向している部位が転写部47であり、この転写部47に対向して転写装置48が設けられている。転写部47より転写紙搬送方向上流側の位置には一対のレジストローラ49が設けられている。このレジストローラ49に向けて、図示しない給紙トレイに収納された転写紙Ｐが給紙コロ110により送り出されて図示しない搬送ガイドに案内されるようになっている。転写部47の転写紙搬送方向下流側の位置には、熱定着装置20が配置されている。
【００９６】
この画像形成装置において、画像形成は次のようにして行われる。感光体41 が図示しない駆動部により回転駆動されて回転を始め、この回転中に感光体41が暗中において帯電装置42により均一に帯電され、図示しない露光手段によりミラー43を介して露光光Ｌｂが露光部150に照射されて走査されることで、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。この感光体41上の静電潜像は感光体41の回転により現像装置４４に移動してきて、ここでトナーにより可視像化されてトナー像が形成される。
【００９７】
一方、給紙コロ110により給紙トレイ上の転写紙Ｐの送給が開始され、この転写紙Ｐは図示破線で示す搬送経路を経て一対のレジストローラ49の位置で一旦停止し、感光体41上のトナー像と転写部47で合致するような送り出しのタイミングを待つ。かかるタイミングが到来すると、レジストローラ49のところに停止していた転写紙Ｐはレジストローラ49により送り出されて転写部47に向けて搬送される。感光体41上のトナー像と転写紙Ｐとは転写部47で合致し、転写装置48による電界により、感光体41上のトナー像は転写紙Ｐ上に転写される。
【００９８】
こうして感光体41まわりの画像形成部でトナー像が転写されてこれを担持した転写紙Ｐは熱定着装置20に向けて送り出される。転写紙Ｐ上のトナー像は熱定着装置20を通過する間に転写紙Ｐに定着されて図示しない排紙部に排紙される。  
また、転写部47で転写されずに感光体41上に残った残留トナーは感光体41の回転と共にクリーニング装置46に至り、該クリーニング装置46を通過する間に清掃されて次の画像形成に備えられる。
【００９９】
次に熱定着装置20の構成を説明する。  
図１〜図３はシート状の被加熱体である記録部材としての転写紙Ｐを加熱してトナー像を転写紙Ｐに定着させる熱定着装置20を示し、図４は熱定着装置20に具備されている制御装置10を示す。図１〜図４において、４は主電源である。本実施形態では定常的に電力を供給することが可能な主電源４は商用電源からの電力を供給する電力源であり、コンセントに接続することで電力を供給することができる。
【０１００】
５は補助電源としての電気二重層キャパシタであり、切換手段としてのスイッチ8a,8b,8cを切り換えることにより、主電源４から充電器14により充電することができる。スイッチ8a,8bは主電源４を主発熱部材6a及び補助発熱部材6b,6c側と充電器14側とのいずれか一方に切り換え、スイッチ8cは充電器14と補助電源５とを接続したり切り離したりする。
【０１０１】
3a,3b，3cは主電源４及び補助電源５からの電力供給を制御する電力モード切換手段としてのスイッチ、7は発熱部材切換手段としてのスイッチである。スイッチ3aは補助発熱部材6b,6cを主電源４側と補助電源５側とのいずれか一方に切換接続し、スイッチ3b，3cは補助発熱部材6b,6cを補助電源５に接続したり切り離したりする。スイッチ７は主電源４を主発熱部材6a及び補助発熱部材6b,6cのいずれかに選択的に切換接続する。
【０１０２】
21は加熱部材であり、この加熱部材21は主発熱部材6aと補助発熱部材6b,6cを内部に有していて加熱装置を構成する。本実施形態では加熱部材21に薄肉定着ローラを使用している。この薄肉定着ローラ21は、厚さ0.7mmの鉄の芯金と芯金の外側に離型層として厚さ0.02mmのテフロン（登録商標）層を持ち、直径が40mmである。薄肉定着ローラ21は熱容量が非常小さいために短時間昇温が可能である。
【０１０３】
22は被加熱体Pに圧力を加える加圧部材であり、この加圧部材22は例えば加圧ローラが用いられる。被加熱体Pは、加熱部材21と加圧部材22が構成するニップ部を通過することにより、加熱部材21から熱を与えられて加熱される。温度センサとしての熱電対12は、加熱部材21の表面上で発熱部材21から単位面積当りに受ける熱量が最も大きい位置に設置している。本実施形態では、主発熱部材6aが最も消費電力が大きい発熱部材であるので、熱電対12は主発熱部材6aに近い位置に設置されている。
【０１０４】
図１は、主発熱部材6aが主電源４から電力供給を受け、補助発熱部材6b,6cが補助電源５から電力供給を受ける状態（以下、通常モードという）を示し、図２は発熱部材6a,6b,6cが主電源４からのみ電力供給を受ける状態（以下、主電力モードという）を示している。
【０１０５】
本実施形態では、発熱部材6（主発熱部材6a及び補助発熱部材6b,6c）はハロゲンヒータであり、加熱部材21内に3つの発熱部材6a，6b,6cを設置したが、低電圧の補助電源５で加熱部材21の昇温作業を補助するために補助発熱部材を並列に接続することが目的であるので、補助発熱部材の数は2つに限らず４つ以上でもよい。  
また、補助電源である電気二重層キャパシタ５は放電するに従って電圧が低下するので、補助発熱部材6b,6cには入力する電圧が低下しても確実に発熱する抵抗発熱体を使用しても良い。
【０１０６】
図４に示す制御装置10は、図１及び図２にも示す補助電源５の蓄電量を検知する蓄電量検知手段２と、図３に示す加熱部材21の表面に設置されていて加熱部材21の表面温度を検知する温度センサとしての熱電対12の出力を検知する温度検知手段11と、ROM及びRAMを内蔵したCPU９とを有しており、CPU９が蓄電量検知手段2と温度検知手段11からの入力情報に基づいて電力モード切換手段としてのスイッチ3a,3b，3c、発熱部材切換手段としてのスイッチ7及び切換手段としてのスイッチ8a，8b，8cの切換を制御する構成となっている。本構成形態では補助電源5は電気二重層キャパシタであるので、蓄電量検知手段2は電圧モニタである。
【０１０７】
ここで、本実施形態の説明を容易にするために、図９に示す補助電源による電力を利用した従来の定着装置について説明する。この定着装置は、本実施形態と同様な主電源4及び補助電源5と、主発熱部材6a及び補助発熱部材6b,6cを有する加熱部材21と、加圧部材22とを有し、主電源4及び補助電源5の両方からの電力を同時に主発熱部材6a及び補助発熱部材6b,6cで熱に変換して加熱部材21に供給することで、主電源4による供給電力を上回る大量の電力を加熱部材21に供給できる。
【０１０８】
このため、図５に示すように電源投入後の加熱部材としての定着ローラ21の温度上昇時間は、主電源４のみを用いるより、主電源４及び補助電源５を同時に用いた方が短くすることができる。  
そこで、加熱部材21が低温である等により所定の温度にまで昇温する際に多量の電力を必要とする場合には主電源4と共に補助電源5の電力を同時に熱に変換して加熱部材21へ供給して、加熱部材21に投入されるトータルの電力を主電源４だけの時よりも多く供給することで、短時間で加熱部材21の温度を上昇させることができる。
【０１０９】
また、補助電源5に補助発熱部材6b,6cを並列に接続しているため、補助電源５の電圧が低電圧で各々の補助発熱部材6b,6cの電力は小さくともトータルでは大きな電力を取り出すことができる。  
前述したように省エネを推進するためには、定着装置の短時間昇温は非常に重要な課題であり、商用電源の定格電力以上の電力を投入することで短時間昇温を可能とする図９に示す従来の定着装置は非常に有用である。
【０１１０】
また、定着装置（加熱装置）の短時間昇温を促進するには、加熱装置への投入電力を大きくする方法と、加熱装置の熱容量を小さくする方法がある。そのため、上記従来の定着装置において加熱部材21に薄肉定着ローラを使用することで小熱容量化することにより、より短時間の昇温が可能であると考えられる。  
しかしながら、薄肉定着ローラには熱容量が非常小さいために薄肉定着ローラの表面温度にムラが生じやすいという欠点がある。
【０１１１】
図９に示す従来の定着装置は発熱部材を3つ以上使用する構成であり、この発熱部材6a，6b,6cは加熱部材21の中に図３に示すように配置される。加熱部材としての薄肉定着ローラ21の中に3本以上のハロゲンヒータを入れた構成の場合、ハロゲンヒータが点灯した時に他のハロゲンヒータのガラス部材の影響で放射が妨げられて加熱部材としての定着ローラの表面の温度ムラが、より大きくなってしまう。
【０１１２】
図９に示す従来の定着装置において、本実施形態で用いている薄肉定着ローラ21内に商用電源からの電力により発熱する1200Wのハロゲンヒータを1本と、電気二重層キャパシタからの電力により発熱する600Wのハロゲンヒータを2本配置して、薄肉定着ローラの表面温度を23℃から定着設定温度180℃まで昇温させた。
【０１１３】
通常の1200Wのハロゲンヒータ1本のみで薄肉定着ローラを昇温させた場合の立上時間が27秒かかるのに対して図９に示す従来の定着装置では薄肉定着ローラの昇温が17秒で完了した。しかしながら、薄肉定着ローラの表面温度分布を測定したところ、薄肉定着ローラの表面温度の格差が最も大きいところで約40℃の温度差が生じる結果となった。
【０１１４】
図７は、この立上げ時に薄肉定着ローラ21において発熱部材6a，6b,6cから単位面積あたりに受ける熱量が最も大きい位置Aと最も小さい位置Bにおける表面温度の経時変化を示している。薄肉定着ローラの表面温度が所定の温度にまで昇温したか否かの判断は薄肉定着ローラ表面温度の平均Cで判断した。薄肉定着ローラの昇温時間は17秒と短時間であるが、立上げ完了時に位置Aの温度は200℃に達しており、転写紙Ｐ上のトナーを転写紙Ｐに定着させたところ、位置A近傍の薄肉定着ローラ表面にホットオフセットが発生している部分があった。
【０１１５】
また、補助電源５に充分な電力が充電されていない場合、補助電源５に接続されたハロゲンヒータは、補助電源５から供給される電力が不足するために十分な熱量を発生させることができず、主電源４に接続しているハロゲンヒータとの温度格差が非常に大きくなり、オフセット等の定着不良、あるいは定着ローラ21の壊れ等の現象を引き起こす可能性がある。
【０１１６】
本実施形態は、補助電源５の蓄電量にかかわらず加熱部材21の温度ムラを低減し、加熱部材21に薄肉定着ローラを使用することで更なる短時間昇温を達成するものである。  
本実施形態では、主電源４及び補助電源５の両方からの電力を同時に熱に変換して加熱部材21に供給することができる。図１に示すように、補助発熱部材6b，6cは補助電源５に並列に接続しているため、補助電源５の電圧が低電圧で各々の補助発熱部材6b，6cの電力が小さくともトータルでは大きな電力を取り出すことができる。これにより、加熱部材21が所定の温度まで短時間で昇温することができる。
【０１１７】
また、CPU９は、補助電源5に接続している蓄電量検知手段2からの情報及び、加熱部材21の温度を検知する温度検知手段11からの情報に基づいて電力モード切換手段としてのスイッチ3a,3bを制御して、発熱部材21への電力供給を通常モードもしくは主電力モードに切り換え、加熱部材21が所定の温度に昇温するまでの発熱部材21に対する電力モードが、通常モードであるか、主電力モードであるかの情報を保持している。主電源4は、商用電源であるため、長時間の電力供給が必要な際にも、全発熱部材に安定した電力を供給することができる。  
本実施形態の上記構成により補助電源５の蓄電量が不十分である場合も、主電力モードにより全発熱部材6a，6b,6cに安定した電力を供給することで加熱部材21の温度ムラを低減することができる。
【０１１８】
本実施形態では，図１に示すように通常モードにおいて補助電源５の電圧70Vから補助発熱部材6b,6cにそれぞれ600Wずつの電力を取り出し、商用電源から、主発熱部材6aに1200Wを取り出す構成であり、主発熱部材6a及び補助発熱部材6b，6cの抵抗は約8Ωである。これにより、商用電源の供給電力の上限を上回る2400Wの電力を加熱部材21の昇温に使用することができる。
【０１１９】
しかしながら、この通常モードの回路を主電力モードに切り換えた際に発熱部材21を商用電源に対してすべて並列に接続していると、約36Aという商用電源の上限15Aを大幅に超える電流が流れてしまう。  
そこで、通常モードから主電力モードに切り換えた際には、CPU９が発熱部材切換手段としてのスイッチ7を制御して、図２に示すように主電源４から電力が供給される発熱部材6a，6b,6cを一定時間毎に切り換え（主電源４からの電力を発熱部材6a，6b,6cに一定時間毎に順次に切り換えて供給し）、これにより回路全体の電流が商用電源の上限15Aを超えることを防止することができる。この時、各発熱部材6a，6b,6cへは1200Wずつの電力が供給される。
【０１２０】
この時、各発熱部材6a，6b,6cは順番に一つずつ発熱するため、加熱部材21は各発熱部材6a，6b,6cの発熱範囲毎に均一に加熱されるので、加熱部材21は一部が過剰に昇温することが無く温度ムラが低減される。  
図６は、本実施形態における制御装置10が有しているCPU9のROMに記憶されているプログラムを示すフローチャートであり，CPU9が電源投入時に加熱部材昇温の指令を受けたときの制御装置10による熱定着装置制御フローを示している。
【０１２１】
まず、CPU9は、温度検知手段11から加熱部材21の表面温度情報を受けて、加熱部材21の表面温度が被加熱体Ｐを加熱するのに必要な設定温度T1よりも低い設定温度T2以下である事を確認する。本実施形態ではT1は180℃，T2は160℃である。CPU9は、加熱部材21の表面温度が設定温度T2以下である事を確認した場合には、蓄電量検知手段2から補助電源装置5の蓄電量の情報を受けて、補助電源装置5に所定の設定蓄電量以上の蓄電量が有るかどうかを判断し、補助電源装置5に所定の設定蓄電量以上の蓄電量が無かった時には、電力モード切換手段としてのスイッチ3a,3bを制御して主電力モードに切り換える。
【０１２２】
この場合、図２に示すように、スイッチ3aは補助発熱部材6b，6cを主電源４側に切換接続し、スイッチ3b,3cはオフする。そして、CPU9は、加熱部材21が設定温度T1に達するまで、発熱部材切換手段としてのスイッチ７を各発熱部材6a，6b,6cに順次に切換接続して各発熱部材6a，6b,6cを順番に一つずつ発熱させることにより加熱部材21の全域を均一に昇温させる。
【０１２３】
すなわち、CPU9は、スイッチ７を設定時間Sa1だけ主発熱部材6aに接続して主発熱部材6aをオンさせると同時に補助発熱部材6b,6cをオフさせ、次いでスイッチ７を設定時間Sb1だけ補助発熱部材6bに接続して補助発熱部材6bをオンさせると同時に主発熱部材6a及び補助発熱部材6cをオフさせ、次いでスイッチ７を設定時間Sc1だけ補助発熱部材6cに接続して補助発熱部材6cをオンさせると同時に主発熱部材6a及び補助発熱部材6bをオフさせるという動作を繰り返して行う。
【０１２４】
この時、CPU9がスイッチ７を各発熱部材6a，6b,6cに切換接続して各発熱部材6a，6b,6cをそれぞれ発熱させる時間Sa1,Sb1,Sc1は、CPU９上のROMに記述されている時間となり、発熱部材6a，6b,6cそれぞれの消費電力、又は加熱部材21の単位面積当りに与える熱量により決定している。本実施形態では、主電力モード時に各発熱部材6a，6b,6cには1200Wずつ供給するため、Sa1,Sb1,Sc1は全て同じ時間である2秒に設定されている。
【０１２５】
各発熱部材6a，6b,6cの消費電力、及び発熱範囲がそれぞれ異なる場合には、加熱部材21の単位面積当りに与える熱量が大きい発熱部材ほど発熱する時間を短くするように設定することで、加熱部材21の全域を均一に加熱して加熱部材21の表面温度を均一にする。
【０１２６】
また、CPU9は、補助電源5に蓄電量が所定の設定蓄電量以上あった場合には、電力モード切換手段としてのスイッチ3a,3bを制御して通常モードに切り換え、加圧部材21を昇温させる。この時、図１に示すように、スイッチ3aは補助発熱部材6b，6cを補助電源５側に切換接続し、スイッチ3b,3cはオンする。通常モードでは、補助発熱部材6b,6cの消費電力はそれぞれ600W、主発熱部材6aの消費電力は1200Wであるため、上述したように、加熱部材である薄肉定着ローラ21には各発熱部材6a，6b,6cの発熱範囲に応じた温度ムラが生じる。
【０１２７】
そこで、CPU9は、通常モードにて温度検知手段11からの温度情報を受けて加圧部材21を設定温度T2まで昇温したか否かを繰り返して判断し、加圧部材21が設定温度T2に達した後にはスイッチ3a,3bを制御して主電力モードに切り換え、スイッチ７を各発熱部材6a，6b,6cに順次に切換接続して各発熱部材6a，6b,6cを順番に一つずつ発熱させることにより加熱部材21の全域を均一に昇温させることで、加熱部材21の表面温度を均一にする。
【０１２８】
すなわち、CPU9は、スイッチ７を設定時間Sa2だけ主発熱部材6aに接続して主発熱部材6aをオンさせると同時に補助発熱部材6b,6cをオフさせ、次いでスイッチ７を設定時間Sb2だけ補助発熱部材6bに接続して補助発熱部材6bをオンさせると同時に主発熱部材6a及び補助発熱部材6cをオフさせ、次いでスイッチ７を設定時間Sc2だけ補助発熱部材6cに接続して補助発熱部材6cをオンさせると同時に主発熱部材6a及び補助発熱部材6bをオフさせるという動作を繰り返して行う。
【０１２９】
この時に、CPU9がスイッチ７を各発熱部材6a，6b,6cに切換接続して各発熱部材6a，6b,6cをそれぞれ発熱させる時間Sa2,Sb2,Sc2は、加熱部材21の温度が設定温度T2以下である時、すなわち通常モード時における各発熱部材6a，6b,6cの消費電力に応じて設定しており、Sa2,Sb2,Sc2はSa2＜Sb2＝Sb3という関係となる。本実施形態では、Sa2=1秒，Sb2=2秒，Sc2=2秒に設定している。
【０１３０】
加熱部材21を設定温度T2まで昇温させる電力モードの種類（通常モード、主電力モードの別）はCPU9上のRAMに記録されており、通常モードで加熱部材21の昇温が行われた際にはCPU９上のROMに記述されている設定時間Sa2,Sb2,Sc2に従って各発熱部材6a，6b,6cを上述のように発熱させる。
【０１３１】
CPU9は、加熱部材21の表面温度が設定温度T2以下である事を確認できなかった（加熱部材21の表面温度が設定温度T2に達していた）場合には、スイッチ3a,3bを制御して主電力モードに切り換え、スイッチ７を上述のように各発熱部材6a，6b,6cにそれぞれ設定時間Sa1,Sb1,Sc1ずつ順次に切換接続して各発熱部材6a，6b,6cを順番に一つずつ発熱させることにより加熱部材21の全域を均一に昇温させる。
【０１３２】
上記プログラムに従って通常モードにより加熱部材21が設定温度T2まで昇温した後に主電力モードで加熱部材21が設定温度T1まで昇温した際の、加熱部材21における発熱部材から単位面積当りに受ける熱量が最も大きい位置Aと最も小さい位置Bでの表面温度の経時変化を図８に示す。本実施形態は、制御装置10を使用しない場合の加熱部材21の昇温と比較すると、立上時間が３秒程度長くなるが、加熱部材21の表面温度が均一に制御される。
【０１３３】
また、設定温度T1，T2に関する制御を行うための加熱部材21表面の温度情報を出力する熱電対12は、加熱部材21の表面上で発熱部材6a，6b,6cから単位面積当りに受ける熱量が最も大きい位置、すなわち消費電力1200Wのハロゲンヒータ6aに最も近い位置に設置されているため、加熱部材21が過度の昇温をすることを防止することができる。本実施形態によって薄肉定着ローラ21を昇温させて、転写紙Ｐ上のトナーを転写紙Ｐに定着させたところ、薄肉定着ローラ21の表面にホットオフセットが発生した部分は無く、良好な画像を得ることができた。
【０１３４】
本実施形態では、設定温度T2までの昇温時に使用した電力モードに応じて、主電力モード時に各発熱部材6a，6b,6cを発熱させる時間を制御したが、温度検知手段11からの温度情報より、加熱部材21が昇温してその表面温度が設定温度T1に近づくに従って各発熱部材6a，6b,6cの切換間隔を短くすることで、加熱部材21が局部的に過度に温度上昇することを防ぐとともに、加熱部材21の温度分布をより均一にすることができる。
【０１３５】
CPU９は、補助電源５を充電する待機時などにはスイッチ8a,8bを制御して主電源４を充電器14側に切り換えてスイッチ8cが閉じさせ、充電器14は主電源４からの交流電力を直流電力に変換して補助電源５に印加することで補助電源５を充電する。
【０１３６】
本実施形態によれば、主電源４に接続された主発熱部材6aと補助電源５に並列に接続された補助発熱部材6b,6cにより加熱部材21を加熱することで、加熱部材21を短時間で所定の温度まで昇温させることができる。また、補助電源５の蓄電量を検知する蓄電量検知手段２と、この蓄電量検知手段２からの蓄電量情報により補助電源５に所定の電力量が蓄電されていない際に、主電源４のみの電力で主発熱部材6a及び二つ以上の補助発熱部材6b,6cのうちの少なくとも二つ以上の発熱部材に電力を供給する主電力モードに切り換える制御装置10とを有するので、補助電源の蓄電量が不十分である時にも補助発熱部材に安定した電力を供給することができて加熱部材の温度ムラを低減することができるとともに、商用電源の限界を超える電流が流れることを防止することができ、かつ、十分な電力を取り出すことができ、さらに、加熱部材の表面温度をより均一に制御することが可能である。
【０１３７】
また、本実施形態によれば、主電力モード時に主電源４から電力を供給する発熱部材6a,6b,6cを切り換える発熱部材切換手段７を有し、この発熱部材切換手段７は、主電力モード時に主発熱部材6a及び補助発熱部材6b,6cを主電源４に対して並列に接続し、少なくとも二つ以上の発熱部材を間欠的に発熱させるので、加熱部材の表面温度を均一化することができる。
【０１３８】
また、本実施形態によれば、加熱部材21の表面温度を検知する温度検知手段11を有し、制御装置10は主電源４及び補助電源５からの通常モードの通常電力供給による加熱部材21の昇温時に温度検知手段11の検知温度が所定の温度以上に昇温した時に主電力モードに切り換えるので、加熱部材の過度の局部的温度上昇を防止するとともに、加熱部材の表面温度ムラを低減することができる。
【０１３９】
また、本実施形態によれば、上記所定の温度は、加熱部材21が被加熱体Ｐを加熱するのに必要な第一の所定温度よりも低温に設定された第二の所定温度であるので、電力供給方法に関わらず、加熱部材の表面温度を均一化することができる。  
また、本実施形態によれば、温度検知手段11に温度情報を出力する温度センサ12を加熱部材21表面の単位面積あたりに受ける熱量が最も大きい位置に取り付けたので、加熱部材の過度の局部的温度上昇を防止することができる。
【０１４０】
また、本実施形態によれば、加熱部材21が所定の温度に昇温するまでの発熱部材21に対する電力供給が、主電源４及び補助電源５による通常電力供給であるか、主電力モード時の電力供給であるかの情報を保持する手段（CPU９）を有し、制御装置10は主電力モード時に上記情報により発熱部材切換手段７に発熱部材6a，6b,6cを切り換えさせるので、電力供給モードに対応した加熱部材の温度ムラ低減のための発熱部材の切換制御を行うことができる。
【０１４１】
また、本実施形態によれば、主電力モード時に温度検知手段11の検知温度に応じて各発熱部材6a，6b,6cが発熱する時間を制御する装置（CPU９）を有するので、加熱部材の過度の局部的温度上昇を防止するとともに、表面温度を均一化することができる。  
また、本実施形態によれば、発熱部材21は主電力モード時に加熱部材21の単位面積当りに与える熱量が大きいほど発熱する時間を短くするので、加熱部材の過度の局部的温度上昇を防止するとともに、表面温度を均一化することができる。
【０１４２】
また、本実施形態によれば、補助発熱部材6b,6cは抵抗発熱体とすることにより、補助電源が如何に低電圧にあっても確実に発熱させることができる。  
また、本実施形態によれば、補助電源５が電気化学キャパシタとしての電気二重層キャパシタであるので、補助電源の充電時間を短時間にして、なおかつ長寿命化することができる。
【０１４３】
また、本実施形態によれば、商用電源の制限を越える最大供給電力を加熱装置に投入することで、立上時間の短い熱定着装置を提供することができるとともに補助電源に十分な電力が蓄電されていない際にも加熱部材の表面温度を均一にすることができる。  
また、本実施形態によれば、加熱部材21として薄肉定着ローラを備えたので、小熱容量化を図り、立上時間の非常に短い熱定着装置を提供することができる。
【０１４４】
また、本実施形態によれば、商用電源の制限を越える最大供給電力を加熱装置に投入することで、立上時間の短い画像形成装置を提供することができる。また、補助電源に十分な電力が蓄電されていない際にも加熱部材の表面温度を均一にできることからトナーを安定して加熱溶融することができ、良質なトナー像を記録部材に定着して形成することができる。  
なお、本発明は、電子写真プロセス以外でも、電気を主エネルギー源とする加熱装置に応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２３２】
【図１】本発明の一実施形態における熱定着装置の通常モードを示すブロック図である。
【図２】同熱定着装置の主電力モードを示すブロック図である。
【図３】同熱定着装置を示す断面図である。
【図４】同熱定着装置の制御装置を示すブロック図である。
【図５】従来の熱定着装置の立上げ特性を示す図である。
【図６】上記制御装置のROMに記憶されているプログラムを示すフローチャートである。
【図７】上記実施形態における熱定着装置の立上げ特性を説明するための図である。
【図８】上記実施形態における熱定着装置の加熱部材における単位面積当りに受ける熱量が最も大きい位置Aと最も小さい位置Bでの表面温度の経時変化を示す図である。
【図９】従来の熱定着装置を示すブロック図である。
【図１０】上記実施形態の全体を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２３３】
２      蓄電量検知手段
3a,3b，3c      スイッチ
４      主電源
５      補助電源
6a      主発熱部材
6b,6c      補助発熱部材
７      スイッチ
8a,8b,8c      スイッチ
９      CPU
11      温度検知手段
14      充電器
21      加熱部材
22      加圧部材
24      熱電対
【図１】
0004188798.tif 000002
【図２】
0004188798.tif 000003
【図３】
0004188798.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004188798.tif 000007
【図７】
0004188798.tif 000008
【図８】
0004188798.tif 000009
【図９】
0004188798.tif 000010
【図１０】
0004188798.tif 000011