JP4237733B2 - 補助電源ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、補助電源ユニットおよび画像形成装置に関する。

画像形成装置は、記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成部及びトナー画像が形成された記録媒体を加圧及び加熱してトナー画像の定着を行う定着装置等を備えている。定着装置には、記録媒体を加熱するための定着ローラが設けられており、この定着ローラは加熱ヒータにより所定の温度に加熱される。このとき、加熱ヒータは大きい電力を必要とする。

画像形成装置、特に高速の画像形成装置では、大きい電力を得るため電源を２００Ｖにして対応する場合がある。ところが、日本国内の一般的なオフィスの商用電源は１００Ｖ（１５Ａ）であり、画像形成装置の電源を２００Ｖにするためには、画像形成装置の設置場所の電源関連部分に特別な工事が必要になる。これは利便性が悪く、有効な解決方法ではない。

そこで、画像形成装置では、１００Ｖの電源を使用し、電力供給が不足して未定着が発生する温度まで定着ローラの温度が低下した場合、画像形成スピードを落としたり、あるいは一時的に画像形成動作を停止したりする（画像形成動作のお休み）ことが行われるが、これは生産性を低下させてしまう。さらに、電源投入後に定着ローラが所定の温度になる時間は電源の容量に依存するため、２００Ｖの電源を使用した場合に比べ、定着ローラが所定の温度になるまで長時間、画像形成動作を実行することができない。これも生産性を低下させてしまう。

この生産性低下の問題を解決するために、特許文献１、特許文献２及び特許文献３の技術が開示されている。

特許文献１では、画像形成装置にバッテリを内蔵させ、連続複写時に定着ローラの温度が所定温度以下に低下した場合、バッテリから電力を定着装置に供給し、画像形成装置のダウンタイムをなくす技術が開示されている。

特許文献２では、交流電源によって駆動される第１のヒータと、充電手段により充電されたバッテリにより駆動される第２のヒータとを設けて、定着装置の立ち上がり時間を短縮する技術が開示されている。

特許文献３では、二次電池から電解液が外部に漏洩して、周辺部品を汚染するのを防止するために、補助電源を画像形成装置本体に着脱可能にする技術が開示されている。

一方、商用電源には、画像形成装置以外のＯＡ機器が接続される場合が少なくない。このとき、画像形成装置の電源投入時又は省エネモードからの解除時等にブレーカに大電流が流れてブレーカ切れが発生することもある。通常、この問題を発生させないために、画像形成装置の最大消費電力は取扱説明書やカタログ等に記載されている。

しかしながら、画像形成装置の利用者の中には、連続画像形成時に画像形成スピードが低下したり、画像形成動作のお休み時間が発生したりしても不満としない利用者（例えば顧客）もいる。さらに、立ち上がり時間が遅くても問題としない利用者もおり、ブレーカ切れの問題も利用者のオフィスの電源事情により異なる。また、従来のように、画像形成装置に補助電源及びその制御回路を設けた場合には、画像形成装置が高価になってしまうという問題があった。

すなわち、画像形成装置の低価格化を実現するためにも、利用者の装置使用状況、利用者の使用電源事情及び顧客の要望等に応じて、補助電源や制御回路等を追加することが望まれている。

このように、従来の画像形成装置は補助電源や制御回路等をユニット化（一体化）したユニットを脱着可能としておくことにより、高性能化と低価格化とをユーザの事情によって選択できることが望まれていた。
特開昭５８−５４３６７号公報 特開昭６３−１５０９６７号公報 特開２００１−６６９２６公報

しかしながら、補助電源や制御回路等を一体化したユニットの場合は、画像形成装置が扱う電力が大きい為に、安全性の確保が特に重要である。画像形成装置に脱着可能な従来のユニットは、画像形成装置本体から外した後、画像形成装置本体と電気的に接続する為の端子に触れると危険であるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、安全性の高い補助電源ユニット及びその補助電源ユニットを脱着可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為、本発明は、商用電源から電力を供給される画像形成装置本体に脱着可能であり、前記画像形成装置本体に装着されているときに前記商用電源に基づく電力供給を受けて充電を行い、前記充電された電力を、前記画像形成装置本体の生産性が低下するおそれのあるときに前記画像形成装置本体側へ供給する補助電源ユニットであって、前記商用電源に基づく電力供給を受けて電荷を蓄える蓄電手段と、前記画像形成装置本体と電気的に接続する為の端子と、前記蓄電手段と前記端子との間に介在し、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体から外され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側からの電力供給が遮断されると前記蓄電手段と前記画像形成装置本体とを電気的に結ぶ放電経路をオープンし、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体に装着され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側から電力供給を受けると前記放電経路のオープン又はクローズの駆動制御が可能になる放電手段と、前記放電手段の駆動制御が可能な状態において、前記画像形成装置本体側からの制御に基づき、前記放電手段のオープン又はクローズを駆動制御する補助電源制御手段と、を一体化して備えることを特徴とする。

また、本発明は、商用電源から電力を供給される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に脱着可能であり、前記画像形成装置本体に装着されているときに前記商用電源に基づく電力供給を受けて充電を行い、前記画像形成装置本体側からの制御に基づき、前記画像形成装置本体の生産性が低下するおそれのあるときに前記充電された電力を前記画像形成装置本体側へ供給する補助電源ユニットとを備える画像形成装置であって、前記補助電源ユニットは、前記商用電源に基づく電力供給を受けて電荷を蓄える蓄電手段と、前記画像形成装置本体と電気的に接続する為の端子と、前記蓄電手段と前記端子との間に介在し、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体から外され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側からの電力供給が遮断されると前記蓄電手段と前記画像形成装置本体とを電気的に結ぶ放電経路をオープンし、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体に装着され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側から電力供給を受けると前記放電経路のオープン又はクローズの駆動制御が可能になる放電手段と、前記放電手段の駆動制御が可能な状態において、前記画像形成装置本体側からの制御に基づき、前記放電手段のオープン又はクローズを駆動制御する補助電源制御手段と、を一体化して備えることを特徴とする。

本発明では、補助電源ユニットに機器本体からの電力供給を受けて駆動制御される放電手段を備える。機器本体から外されると補助電源ユニットは、放電手段への電力供給が遮断されてオープンされる。この結果、補助電源ユニットは放電経路が遮断され、機器本体と電気的に接続して放電する為の端子（接続部分）が蓄電手段から遮断される為、端子に触れても安全である。

本発明によれば、安全性の高い補助電源ユニット及びその補助電源ユニットを脱着可能な画像形成装置を提供可能である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明していく。

本発明の第一の実施の形態を図１ないし図７に基づいて説明する。

本実施の形態の画像形成装置は、色分解に対応したトナー像を担持可能な感光体を複数備え、各感光体上に形成されたトナー像を中間転写体（例えば中間転写ベルト）に重畳転写した画像を記録用紙（シート）等の記録媒体に対して一括転写することで多色画像を形成するカラー画像形成装置、例えばカラー複写機の一例である。なお、画像形成装置としては、カラー複写機に限らず、例えば、白黒複写機、カラープリンタ、白黒プリンタ、ファクシミリ及び印刷機等も挙げられる。

図１はカラー画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。図１に示すように、カラー画像形成装置１は、その中央部に設けられた画像形成部１Ａ、その画像形成部１Ａの下方に設けられた給紙部１Ｂ、及び画像形成部１Ａの上方に設けられた原稿走査部１Ｃから構成されている。

原稿走査部１Ｃは、原稿が載置される原稿載置台１Ｃ１を有するスキャナ１Ｃ２及び原稿載置台１Ｃ１上に設けられた自動原稿給送装置１Ｃ３を備えている。スキャナ１Ｃ２は、原稿載置台１Ｃ１上の原稿から原稿画像（画像情報）を読み取る。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に原稿を送り出し、さらに、原稿載置台１Ｃ１上に送り出された原稿を反転する構造になっている。これにより、原稿の表裏各面での原稿画像の読み取りも可能である。

画像形成部１Ａは、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２、及びその展張面に沿って並置され色分解色と補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）によるトナー画像を担持可能な複数の感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ等を備えている。

各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂはドラム状に形成され、それぞれ同じ方向（図１では反時計方向）に回転可能に設けられている。各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの周辺には、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ、書込装置５、現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ、１次転写装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ及びクリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂが配置されている。

帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂは、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの表面を一様に帯電させる。書込装置５は、スキャナ１Ｃ２により原稿載置台１Ｃ１上の原稿から得られた画像情報、あるいはカラー画像形成装置１に接続されたコンピュータ（図示せず）から入力された画像情報に応じた書込光を各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂにそれぞれ出射して静電潜像を形成する。

現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂは、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの表面に形成された静電潜像にトナーを供給して、その表面にトナー像を形成する。１次転写装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂは、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に一次転写させる。このとき、各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂのトナー像は中間転写ベルト２上に重畳される。

中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ、２Ｂ、２Ｃに掛け回されて、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能に形成されている。ローラ２Ａとローラ２Ｂとは中間転写ベルト２の展張面を形成している。それらの他のローラ２Ｃは中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対峙している。また、中間転写ベルト２に対向する位置には、中間転写ベルト２をクリーニングするクリーニング装置１０が設けられている。

２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写位置で中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像をシートに転写する。

給紙部１Ｂは、シートを収容する複数の給紙カセット１Ｂ１、給紙カセット１Ｂ１から繰り出されるシートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２、及び２次転写位置の上流側（シートの搬送方向において）に位置するレジストローラ１Ｂ３等を備えている。

さらに、給紙部１Ｂは画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ｂ４及び繰り出しコロ１Ｂ５を備えており、給紙カセット１Ｂ１から繰り出されるシートの搬送路に加えて、手差しトレイ１Ｂ４に載置されたシートを２次転写位置に向け給送する。給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けたシートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ｂ４から繰り出されたシートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送されるシートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。

２次転写装置の下流側（シートの搬送方向）には、シート上のトナー画像をシートに定着する定着装置１１（詳しくは後述する）及びトナー画像が定着されたシートを排出する排出部１２が設けられている。また、カラー画像形成装置１には、ジャム処理等でその内部を開放するための前ドア（図示せず）、及び定着装置１１に電力を供給するキャパシタ装置１３（詳しくは後述する）が設けられている。キャパシタ装置１３は、カラー画像形成装置１に対して装着可能に形成されている。

排出部１２は、シートの搬送方向を切り換える搬送路切り換え爪１２Ａ、シートが排出される排紙トレイ１２Ｂ、両面印刷等でシートの表裏を反転させる反転搬送路１２Ｃ等を備えている。この排出部１２は、搬送路切り換え爪１２Ａによってシートの搬送方向を切り換え、定着装置１１を通過したシートを排紙トレイ１２Ｂに向けた搬送路又は反転搬送路１２Ｃに沿って搬送する。

このようなカラー画像形成装置１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿からの画像情報、あるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂによって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。

中間転写ベルト２に１次転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出されたシートに対して２次転写され、多色画像の場合には１次転写の繰り返しにより重畳された後、シートに対して一括して２次転写される。２次転写後のシートは定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１２Ｂに向けて、あるいは反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。

図２は定着装置１１の概略構成を示す縦断側面図である。図２に示すように、定着装置１１は定着部材である定着ローラ２１、加圧部材である加圧ローラ２２及び加圧ローラ２２を一定の加圧力で定着ローラ２１に押し当てる加圧手段（図示せず）を備えている。定着ローラ２１及び加圧ローラ２２は、駆動機構（図示せず）により回転駆動される。

また、定着装置１１には、３つのヒータＨＴ１，ＨＴ２，ＨＴ３が設けられ、サーミスタ等の２つの温度センサＴＨ１，ＴＨ２も設けられている。それらのヒータＨＴ１，ＨＴ２，ＨＴ３は、例えば、定着ローラ２１の内部に配置されており、その定着ローラ２１を内側から加熱して定着ローラ２１に熱を供給する。また、温度センサＴＨ１，ＴＨ２は定着ローラ２１の表面に当接され、定着ローラ２１の表面温度（定着温度）を検出する。なお、温度センサＴＨ１はヒータＨＴ１及びヒータＨＴ２に対応する測定領域に配置されている。温度センサＴＨ２はヒータＨＴ３に対応する測定領域に配置されている。

ヒータＨＴ１及びＨＴ２は、定着ローラ２１の温度が目標温度に達していないときにＯＮ（オン）にされて定着ローラ２１を加熱する主たるヒータ（主ヒータ）である。ヒータＨＴ３は、カラー画像形成装置１の主電源投入の時や省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立ち上げ時等、すなわち、定着装置１１のウォームアップ時にＯＮにされたり、又は、画像形成時に定着ローラ２１の温度が目標温度に達していないときにＯＮされたりして、定着ローラ２１を加熱する補助的なヒータ（補助ヒータ）である。

このような定着装置１１では、トナー画像を担持したシートが、定着ローラ２１と加圧ローラ２２とのニップ部を通過する際に定着ローラ２１及び加圧ローラ２２によって加熱及び加圧される。これにより、シートにはトナー画像が定着される。

図３はキャパシタ装置１３の概略構成を示す外観斜視図である。図３に示すように、キャパシタ装置１３は、キャパシタユニット３１及びキャパシタユニット３１の各部を制御するキャパシタ制御部３２から構成されており、カラー画像形成装置１との電気的な接続のためのドロワコネクタ３３を備えている。キャパシタユニット３１とキャパシタ制御部３２とは、例えば接続コネクタ３４及び電気配線３５を介して接続されている。

また、キャパシタユニット３１は、キャパシタバンク３６，放電部３７及びキャパシタ充電部（図示せず）を備えている。キャパシタバンク３６は、例えば接続コネクタ３４及び電気配線３５によって放電部３７及びキャパシタ充電部に接続される。なお、キャパシタ制御部３２は放電部３７を駆動制御する。

キャパシタバンク３６は、直列に接続された複数のキャパシタセル３８、それらのキャパシタセル３８をそれぞれ均等に充電するための複数のバランス回路３９を有するバランス回路基板４０等を備えている。なお、キャパシタセル３８としては、例えば、電力を貯蓄する電気二重層キャパシタが用いられる。

キャパシタ充電部は直列に接続された複数のキャパシタセル３８を充電する充電部（図示せず）等を備えている。放電部３７はキャパシタセル３８に充電（蓄電）された電力を定着装置１１、すなわちヒータＨＴ３に供給する供給部である放電部（図示せず）、及びキャパシタユニット３１を複数接続するための中継コネクタ４１等を備えている。また、キャパシタ制御部３２も、キャパシタユニット３１を複数接続するための増設コネクタ４２を備えている。

なお、本実施の形態では、キャパシタユニット３１が放電部３７及びキャパシタ充電部を別々に備えているが、これに限るものではなく、例えば充放電部を備える構成であってもよい。また、キャパシタユニット３１は例えば放電部３７だけを備える構成であってもよい。この場合、キャパシタ充電部５９はカラー画像形成装置１に内蔵される。

このようなキャパシタ装置１３は、ユニット化（一体化）されてカラー画像形成装置１に装着（脱着）可能に形成されており、カラー画像形成装置１にネジ等で固定され、ドロワコネクタ３３によりカラー画像形成装置１に電気的に接続される。このとき、キャパシタ装置１３のドロワコネクタ３３はカラー画像形成装置１が備えるドロワコネクタ（図示せず）に接続されており、キャパシタ制御部３２がカラー画像形成装置１に電気的に接続される。なお、ドロワコネクタ３３、接続コネクタ３４及び電気配線３５等が出力手段として機能する。

図４はキャパシタ装置１３が設けられたカラー画像形成装置１が備える各部の電気的な接続の概略構成を示すブロック図である。

図４に示すように、カラー画像形成装置１は、全体制御を行うコントローラ５１、コントローラ５１に接続された操作部５２及び画像形成制御部であるエンジン制御部５３等を備えている。このエンジン制御部５３には、キャパシタ装置１３のキャパシタ制御部３２がシリアルインターフェース（ＵＡＲＴ）を介して接続されている。

コントローラ５１は、ＣＰＵ、ＣＰＵが行う各種のプログラムを格納するＲＯＭ、及びＣＰＵが使用する作業用メモリであるＲＡＭ（いずれも図示せず）等を備え、スキャナアプリケーション、ファクシミリアプリケーション、プリンタアプリケーション，コピーアプリケーション等の複数アプリケーションの機能を有しており、システム全体の制御を行う。また、操作部５２は、操作パネルやＬＣＤ（いずれも図示せず）等を備えており、操作者からの操作を受け付けたり、操作者に設定内容及び状態を表示したりする。エンジン制御部５３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（いずれも図示せず）等を備えており、主として画像形成部１Ａや定着装置１１を制御する。

定着装置１１は、３本のヒータＨＴ１，ＨＴ２，ＨＴ３を備えている。ヒータＨＴ１及びヒータＨＴ２としては、ＡＣヒータが用いられる。ヒータＨＴ３としては、ＤＣヒータが用いられる。

ヒータＨＴ１及びヒータＨＴ２は、過昇防止用のサーモスタット（ＴＨＳＴ１及びＴＨＳＴ２）５５およびトライアック（トライアック１及びトライアック２）５６を介してＡＣ電源（商用電源）５４に接続されており、電力が供給される。

それらのヒータＨＴ１、ＨＴ２は、それぞれ過昇防止用のサーモスタット５５と直列に接続され、エンジン制御部５３からのＯＮ／ＯＦＦ信号ＴＲ１，ＴＲ２に基づいてトライアック５６により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御される。

温度センサＴＨ１からの出力信号Ｔｈ１は、エンジン制御部５３のＡ／Ｄ変換器（図示せず）に入力される。エンジン制御部５３のＣＰＵは、温度センサＴＨ１から入力された信号Ｔｈ１から定着ローラ２１の温度を検知し、トライアック５６のＯＮ／ＯＦＦ信号ＴＲ１，ＴＲ２をトライアック５６に出力する。このようにして、定着ローラ２１の温度制御が行われる。

ヒータＨＴ３は、キャパシタ装置１３、すなわち直列に接続された複数のキャパシタセル３８から構成されているキャパシタバンク３６に接続されており、放電部３７が備える放電リレー５７及び放電ＦＥＴ５８によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。すなわち、放電部３７は、複数のキャパシタセル３８からヒータＨＴ３に直流電力を供給してヒータＨＴ３を発熱させる（ヒータ点灯）。

また、キャパシタセル３８はキャパシタ充電部５９を介してＡＣ電源５４に接続されている。キャパシタ装置１３のキャパシタ充電部５９はＡＣ電源５４からの電力供給を受けて複数のキャパシタセル３８を充電させる。

温度センサＴＨ２からの出力信号Ｔｈ２は、エンジン制御部５３のＡ／Ｄ変換器に入力される。エンジン制御部５３のＣＰＵは、温度センサＴＨ２から入力された信号Ｔｈ２から定着ローラ２１の温度を検知し、放電リレー５７及び放電ＦＥＴ５８のＯＮ／ＯＦＦ信号Ｔ１，Ｔ２をキャパシタ制御部３２にシリアルインターフェースを介して出力する。キャパシタ制御部３２は、放電リレー５７及び放電ＦＥＴ５８のＯＮ／ＯＦＦ信号Ｔ１，Ｔ２を放電部３７に出力する。このようにして、定着ローラ２１の温度制御が行われる。

なお、キャパシタ制御部３２とエンジン制御部５３とはフォトカプラを介して接続されている。フォトカプラは、キャパシタバンク３６の電圧が大きい為に設けられているものであって、対ノイズ性能および対電圧性能を向上させる。例えばキャパシタバンク３６の電圧を監視する場合、エンジン制御部５３は制御コマンドを利用してキャパシタ制御部３２にキャパシタバンク３６の電圧を監視させる。エンジン制御部５３はキャパシタバンク３６の電圧を直接監視している分けではないため、対ノイズ性能および対電圧性能が向上する。

なお、図４のキャパシタ装置１３の概略構成は一例であって、以下の図５〜図７の概略構成のように図４のキャパシタ装置１３が備えていた各部をカラー画像形成装置１側に備える構成であってもよい。なお、図５〜図７の概略構成は、図４の概略構成のうち、説明に必要な箇所を概略的に示したものである。

図５は、キャパシタ装置１３とカラー画像形成装置１が備える各部との電気的な接続の概略構成を示す一例のブロック図である。図５の概略構成は、図４の概略構成と同様な構成を示したものである。

図５の概略構成では、カラー画像形成装置１がＤＣ電源６１等を備えている。ＤＣ電源６１はＡＣ電源５４に接続されている。キャパシタ装置１３の放電部３７は、ＤＣ電源６１からの電力供給を受けて動作する。また、キャパシタ装置１３のキャパシタバンク３６はキャパシタ充電部５９を介してＡＣ電源５４に接続されている。キャパシタ充電部５９はＡＣ電源５４からの電力供給を受けて複数のキャパシタセル３８を充電させる。

放電部３７は図４のキャパシタ制御部３２からの駆動制御によりオープン又はクローズされる。放電部３７がクローズされると、キャパシタセル３８に充電された電力はヒータＨＴ３に供給される。放電部３７がオープンされると、キャパシタセル３８に充電された電力はヒータＨＴ３に供給されなくなる。

キャパシタ装置１３がカラー画像形成装置１の本体から外されると、放電部３７はＤＣ電源６１からの電力供給が遮断されてオープンされる。その結果、キャパシタ装置１３の放電経路は遮断される。したがって、キャパシタ装置１３はカラー画像形成装置１の本体と電気的に接続して放電する為の端子（接続部分）がキャパシタセル３８から遮断される為、端子に触れても安全である。

図６は、キャパシタ装置１３とカラー画像形成装置１が備える各部との電気的な接続の概略構成を示す他の一例のブロック図である。図６の概略構成は、図５の概略構成においてキャパシタ装置１３が備えていたキャパシタ充電部５９を、カラー画像形成装置１の本体に備えた概略構成である。

図６の概略構成では、カラー画像形成装置１がキャパシタ充電部５９，ＤＣ電源６１等を備えている。ＤＣ電源６１はＡＣ電源５４に接続されている。キャパシタ装置１３の放電部３７は、ＤＣ電源６１からの電力供給を受けて動作する。また、キャパシタ装置１３のキャパシタバンク３６はカラー画像形成装置１のキャパシタ充電部５９を介してＡＣ電源５４に接続されている。キャパシタ充電部５９はＡＣ電源５４からの電力供給を受けて複数のキャパシタセル３８を充電させる。

放電部３７は図４のキャパシタ制御部３２からの駆動制御によりオープン又はクローズされる。放電部３７がクローズされると、キャパシタセル３８に充電された電力はヒータＨＴ３に供給される。放電部３７がオープンされると、キャパシタセル３８に充電された電力はヒータＨＴ３に供給されなくなる。

キャパシタ装置１３がカラー画像形成装置１の本体から外されると、放電部３７はＤＣ電源６１からの電力供給が遮断されてオープンされる。その結果、キャパシタ装置１３の放電経路は遮断される。したがって、キャパシタ装置１３はカラー画像形成装置１の本体と電気的に接続して放電する為の端子（接続部分）がキャパシタセル３８から遮断される為、端子に触れても安全である。

図７は、キャパシタ装置１３とカラー画像形成装置１が備える各部との電気的な接続の概略構成を示す他の一例のブロック図である。図７の概略構成は、図５の概略構成においてキャパシタ装置１３が備えていた放電部３７及びキャパシタ充電部５９を、カラー画像形成装置１の本体に備えた概略構成である。

図７の概略構成では、カラー画像形成装置１が放電部３７，キャパシタ充電部５９，ＤＣ電源６１等を備えている。ＤＣ電源６１はＡＣ電源５４に接続されている。放電部３７はＤＣ電源６１からの電力供給を受けて動作する。また、キャパシタ装置１３のキャパシタバンク３６はカラー画像形成装置１のキャパシタ充電部５９を介してＡＣ電源５４に接続されている。キャパシタ充電部５９はＡＣ電源５４からの電力供給を受けて複数のキャパシタセル３８を充電させる。

放電部３７は図４のキャパシタ制御部３２からの駆動制御によりオープン又はクローズされる。放電部３７がクローズされると、キャパシタセル３８に充電された電力はヒータＨＴ３に供給される。放電部３７がオープンされると、キャパシタセル３８に充電された電力はヒータＨＴ３に供給されなくなる。

カラー画像形成装置１の本体から外されると、キャパシタ装置１３はカラー画像形成装置１の本体と電気的に接続して放電する為の端子（接続部分）がキャパシタセル３８から遮断されていない為、キャパシバンク３６の電位が端子に出てしまい、端子に触れると感電の可能性がある。

以上のように、図５及び図６の概略構成は図７の概略構成に比べて安全性が高いことが分かる。本実施の形態によれば、カラー画像形成装置１の本体から外した後、放電経路を自動的に遮断し、カラー画像形成装置１の本体と電気的に接続する為の端子に触れても安全な補助電源ユニットを実現できる。

また、本実施の形態によれば、キャパシタ装置１３は、独立したモジュールとして形成される。これにより、カラー画像形成装置１はキャパシタ装置１３を追加したり、外したりすることによって補助電源の電力量を容易に変えることが可能になるので、利用者の装置使用状況、利用者の使用電源事情及び顧客の要望等に応じて補助電源の電力量を増減させて性能（例えば、１分当たりのコピー枚数を表すコピー速度：ＣＰＭ）の増減を図ることができる。

特に、キャパシタ制御部３２や放電部３７等を備えるキャパシタ装置１３を独立したモジュールとすることで、キャパシタ制御部３２や放電部３７等をあらかじめカラー画像形成装置１に搭載しておく必要はなく、カラー画像形成装置１の低価格化を実現することができる。

本発明の第二の実施の形態を図８に基づいて説明する。

本実施の形態は、第一の実施の形態と基本的に同様な構成である。本実施の形態では第一の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第一の実施の形態で説明した部分と同一部分は同一符合で示し、その説明も省略する。

図８はキャパシタ装置１３ａの概略構成を示す外観斜視図である。図８のキャパシタ装置１３ａには、２つのキャパシタバンク３６が設けられており、更に、２つの放電部３７が設けられている。２つのキャパシタバンク３６は、それぞれ２つの放電部３７に接続されている。２つの放電部３７は、キャパシタ制御部３２に接続されている。なお、放電部３７とキャパシタ制御部３２との間での信号の送受信は第一の実施の形態と同様である。

例えば、キャパシタ装置１３ａでは、２つのキャパシタバンク３６を直列に接続することができる。このように本実施の形態によれば、２つのキャパシタバンク３６を設けることによって補助電源の電力量を容易に変えることが可能になる。これにより、利用者の装置使用状況、利用者の使用電源事情及び顧客の要望等に応じて補助電源の電力量を増減させて性能の増減を図ることができる。

特に、キャパシタ制御部３２や放電部３７等を備えるキャパシタ装置１３を独立したモジュールとすることで、キャパシタ制御部３２や放電部３７等をあらかじめカラー画像形成装置１に搭載しておく必要はなく、カラー画像形成装置１の低価格化を実現することができる。

ここで、本実施の形態では、２つのキャパシタバンク３６を直列に接続しているが、これに限るものではなく、例えば２つのキャパシタバンク３６を並列に接続しても良い。なお、２つのキャパシタバンク３６を直列に接続した場合には、それらのキャパシタセル３８を充電するために高い電圧が必要になる。

また、キャパシタバンク３６を並列に接続した場合にも、それらのキャパシタセル３８を充電するための電源容量が多く必要になる。これを解決するためには、高価なキャパシタ充電部５９が必要になるので、本実施の形態のようにキャパシタバンク３６毎にキャパシタ充電部５９を備えた方が良い。

本発明の第三の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態は、第一の実施の形態のキャパシタ装置１３が直列接続された構成である。本実施の形態では第一の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第一の実施の形態で説明した部分と同一部分は同一符合で示し、その説明も省略する。

図９は直列接続されたキャパシタ装置１３の概略構成を示す外観斜視図である。図９のキャパシタ装置１３は１つのキャパシタバンク３６に対して１つのキャパシタ充電部５９で充電を行なうが、放電時に２つのキャパシタバンク３６を直列接続し、充電電圧の２倍で使用する。２本のヒータＨＴ１，ＨＴ２は、直列接続された２つのキャパシタバンク３６に対して並列接続され、個別の放電リレー５７及び放電ＦＥＴ５８により独立した放電を行なうことが可能な構成である。

本発明の第三の実施の形態によれば、キャパシタ装置１３を独立したモジュールとすることで、それらを追加したり、外したりすることによって補助電源の電力量を容易に変えることが可能になるので、装置の低価格化を実現し、利用者の装置使用状況、利用者の使用電源事情及び顧客の要望等に応じて補助電力の電力量を増減させて性能の増減を容易に図ることができる。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

カラー画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。 定着装置１１の概略構成を示す縦断側面図である。 キャパシタ装置１３の概略構成を示す外観斜視図である。 キャパシタ装置１３が設けられたカラー画像形成装置１が備える各部の電気的な接続の概略構成を示すブロック図である。 キャパシタ装置１３とカラー画像形成装置１が備える各部との電気的な接続の概略構成を示す一例のブロック図である。 キャパシタ装置１３とカラー画像形成装置１が備える各部との電気的な接続の概略構成を示す他の一例のブロック図である。 キャパシタ装置１３とカラー画像形成装置１が備える各部との電気的な接続の概略構成を示す他の一例のブロック図である。 キャパシタ装置１３ａの概略構成を示す外観斜視図である。 直列接続されたキャパシタ装置１３の概略構成を示す外観斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置（カラー画像形成装置）
１３，１３ａ キャパシタ装置
３１ キャパシタユニット
３２ キャパシタ制御部
３３ ドロワコネクタ
３４ 接続コネクタ
３５ 電気配線
３６ キャパシタバンク
３７ 放電部
３８ キャパシタセル
３９ バランス回路
５３ エンジン制御部
５４ ＡＣ電源
５７ 放電リレー
５８ 放電ＦＥＴ
５９ キャパシタ充電部
６１ ＤＣ電源

Claims (10)

1. 商用電源から電力を供給される画像形成装置本体に脱着可能であり、前記画像形成装置本体に装着されているときに前記商用電源に基づく電力供給を受けて充電を行い、前記充電された電力を、前記画像形成装置本体の生産性が低下するおそれのあるときに前記画像形成装置本体側へ供給する補助電源ユニットであって、
   前記商用電源に基づく電力供給を受けて電荷を蓄える蓄電手段と、
   前記画像形成装置本体と電気的に接続する為の端子と、
   前記蓄電手段と前記端子との間に介在し、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体から外され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側からの電力供給が遮断されると前記蓄電手段と前記画像形成装置本体とを電気的に結ぶ放電経路をオープンし、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体に装着され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側から電力供給を受けると前記放電経路のオープン又はクローズの駆動制御が可能になる放電手段と、
   前記放電手段の駆動制御が可能な状態において、前記画像形成装置本体側からの制御に基づき、前記放電手段のオープン又はクローズを駆動制御する補助電源制御手段と、
   を一体化して備える補助電源ユニット。
2. 前記画像形成装置本体側から前記商用電源に基づく電力供給を受けて前記蓄電手段を充電する充電手段を更に備える請求項１記載の補助電源ユニット。
3. 前記蓄電手段を構成する直列に接続された複数のキャパシタセルのそれぞれの充電電圧を均等化する複数のバランス回路を更に備える請求項１又は２記載の補助電源ユニット。
4. 前記画像形成装置本体にフォトカプラを介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至３何れか一項記載の補助電源ユニット。
5. 商用電源から電力を供給される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に脱着可能であり、前記画像形成装置本体に装着されているときに前記商用電源に基づく電力供給を受けて充電を行い、前記画像形成装置本体側からの制御に基づき、前記画像形成装置本体の生産性が低下するおそれのあるときに前記充電された電力を前記画像形成装置本体側へ供給する補助電源ユニットとを備える画像形成装置であって、
   前記補助電源ユニットは、
   前記商用電源に基づく電力供給を受けて電荷を蓄える蓄電手段と、
   前記画像形成装置本体と電気的に接続する為の端子と、
   前記蓄電手段と前記端子との間に介在し、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体から外され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側からの電力供給が遮断されると前記蓄電手段と前記画像形成装置本体とを電気的に結ぶ放電経路をオープンし、前記補助電源ユニットが前記画像形成装置本体に装着され、前記商用電源に基づく前記画像形成装置本体側から電力供給を受けると前記放電経路のオープン又はクローズの駆動制御が可能になる放電手段と、
   前記放電手段の駆動制御が可能な状態において、前記画像形成装置本体側からの制御に基づき、前記放電手段のオープン又はクローズを駆動制御する補助電源制御手段と、
   を一体化して備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記商用電源に基づく電力供給を受けて前記補助電源ユニットの前記蓄電手段に充電する充電手段を更に備える請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記補助電源ユニットは、前記蓄電手段を構成する直列に接続された複数のキャパシタセルのそれぞれの充電電圧を均等化する複数のバランス回路を更に備える請求項５又は６記載の画像形成装置。
8. 前記補助電源ユニットとフォトカプラを介して電気的に接続されることを特徴とする請求項５乃至７何れか一項記載の画像形成装置。
9. トナー画像が形成された記録媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像の定着を行う定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、前記定着手段の温度を検出するセンサ手段とを更に備え、
   前記センサ手段が検出した前記定着手段の温度に応じて、前記加熱手段が、前記補助電源ユニットの備える前記蓄電手段から放電された電力を利用して前記定着手段を加熱することを特徴とする請求項５乃至８何れか一項記載の画像形成装置。
10. 直列接続した複数の前記補助電源ユニットを前記画像形成装置本体に脱着可能な請求項５乃至９何れか一項記載の画像形成装置。
    

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