JP2007199563A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置と、当該蓄電装置の電力を使用する定着装置とを備える画像形成装置において、スリープモード復帰時に確実に蓄電装置から定着装置への電力供給が行われるようにする技術を提供すること。
【解決手段】複写機１０は、蓄電装置１２０と、当該蓄電装置１２０の電力を使用する定着装置２００とを備える画像形成装置である。そして、複写機１０は、蓄電装置１２０の残り電力量を検出する電力監視回路１８０と、スリープモード中に、残り電力量が所定量（許容最低蓄電量）以下となった場合、蓄電装置１２０に充電装置１１０から商用電源ＡＣの電力を充電させる、スリープ時充電制御部４１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置と、当該蓄電装置の電力を使用する定着装置とを備える画像形成装置に関する。

従来より、印刷装置、複写機、ファックス、複合機などの画像形成装置においては、定着装置の立ち上がり時間を短くするために、蓄電装置を設けて、電力を蓄電装置に充電して、商用電源の電力と蓄電装置が出力する直流電力とを併用して定着装置を動作させている。

特許文献１では、かかる蓄電装置を、単に定着装置への電力供給のみに用いるのではなく、商用電源からの電力供給が停止しているスリープモード期間中に、制御回路を稼動させる電源装置としても用いる技術が示されている。

また、特許文献２では、蓄電装置の蓄電量が不足しているときに、蓄電装置から定着装置への電力供給を停止して、定着装置が商用電源の電力のみにより安定して動作するようにする技術を示している。
特開２００４−２９４５５４号公報 特開２００４−２００１４９号公報

しかしながら、かかる蓄電装置に蓄電された電力は、スリープモード時に減少する。蓄電装置に蓄電された電力は一般に、制御回路等で敢えて消費されなくとも自然に低減していき、商用電源ＡＣからの充電をしないスリープモードの間に蓄電量が減少して、スリープモード終了時に定着装置に適切に電源供給できなくなるときがある。

しかも、近年では、特許文献１記載の技術のように、蓄電装置がスリープモード中にも制御装置等に電源供給を行う技術が使われつつあり、スリープ中に蓄電量が制御装置等により高速度に低減されて、スリープ復帰時（スリープ終了時）に蓄電量が不足するという事態が生じ易い。

そして、制御装置等によりスリープ中に蓄電電力が消費されると、スリープ中に低減される電力量が予測し難くなるので、スリープ開始前に予め十分な電力を蓄電しておくなどの簡単な手法によっては、かかる事態を回避できなくなる。

もちろん、不十分な電力量しか残っていなければ、定着装置への蓄電装置からの電源供給を行わないようにすることで、電力不足により不安定な動作が生じることは避けることができるようになるが、蓄電装置への再充電が完了されるまでは定着装置を高速に立ち上げることはできず、ユーザの利便性が損われることに変わりがない。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、蓄電装置と、当該蓄電装置の電力を使用する定着装置とを備える画像形成装置において、スリープモード復帰時に確実に蓄電装置から定着装置への電力供給が行われるようにする技術を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、蓄電装置と、当該蓄電装置の電力を使用する定着装置とを備える画像形成装置であって、前記蓄電装置の残り電力量を検出する残電力量検出手段と、スリープモード中に、残り電力量が予め定められた一定量以下となった場合、前記蓄電装置に商用電源から電力を充電する充電手段とを備える画像形成装置である。

この構成によれば、蓄電装置の電力が定着装置に使用される。そして、当該蓄電装置の残り電力量が検出される。そして、スリープモード中において、残り電力量が予め定められた一定量以下となった場合に、蓄電装置に商用電源から電力が充電される。

したがって、スリープモード中に、残り電力が所定量以下となった場合に、蓄電装置に商用電源から電力が充電されることで、蓄電装置から定着装置へのスリープ復帰時の電力供給を確実に行うことができる。

また、請求項２記載の発明は、前記一定量は、前記定着装置の立ち上げ時に前記定着装置で消費される前記蓄電装置の電力量以上である請求項１記載の画像形成装置である。

この構成によれば、スリープモード中に、残り電力がかかる量以下となった場合に、蓄電装置に商用電源から電力が充電される。

したがって、スリープモード中に、残り電力量がその量以下となった場合、蓄電装置に商用電源から電力が充電されることで、スリープモード復帰時に、蓄電装置から定着装置に電力を供給して確実に定着装置の立ち上げを行うことができるようになる。

また、請求項３記載の発明は、前記蓄電装置は、スリープモード期間中に、蓄電する電力を当該画像形成装置が有している制御回路へと供給する請求項１または２記載の画像形成装置である。

この構成によれば、蓄電装置の電力が、スリープモード期間中に、当該画像形成装置が有している制御回路へと供給される。

したがって、スリープ復帰時に電力供給を確実に行わせるようにした蓄電装置を、スリープモード期間中の制御回路への電力供給に有効に利用することができる。

この発明によれば、スリープモード中において、残り電力が予め定められた一定量以下となった場合に、蓄電装置に商用電源から電力が充電されることで、スリープモード復帰時に、蓄電装置から定着装置への電力供給を確実に行うことができる。

以下、本発明の一実施形態に係る複写機１０について図面を参照して説明する。

図１は、複写機１０を示す説明図である。

以下では、複写機１０を例にとって、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、本発明は、複写機に限らず、プリンタとしても、ＦＡＸとしても、複合機としても実施することができる。

複写機１０は電子写真方式の画像形成装置である。複写機１０は、感光体ドラム等の画像形成機構や、複写対象の原稿画像を読み取るスキャナなどを備えているが、図１では、それら画像形成機構等については、説明の便宜上から図示を省略している。

複写機１０は、商用電源ＡＣに接続して、商用電源ＡＣから供給される電力によって作動する。

複写機１０は、定着装置２００と、補助電源装置１００と、制御装置４００と、直流電源装置４００ｅと、ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０と、電力監視回路１８０と、操作パネル４００ｉとを有する。

補助電源装置１００は、商用電源ＡＣから電気が充電され、商用電源ＡＣと共に用いられる電源である。補助電源装置１００は、定着装置２００と制御装置４００とに対して蓄電された電力を供給する。制御装置４００に対してはＤＣ／ＤＣ変換装置１５０を介して供給を行う。

補助電源装置１００は、充電装置１１０と、蓄電装置１２０とを有する。

充電装置１１０は、商用電源ＡＣに接続され、商用電源ＡＣから電力を供給されて、蓄電装置１２０を充電する。

蓄電装置１２０は、充電装置１１０が供給する電力を蓄電して、蓄電する電力を定着装置２００や制御装置４００に対して供給する。蓄電装置１２０は、鉛蓄電池やカドニカ電池などの蓄電池（バッテリー）や、大容量の電気二重層キャパシタ（コンデンサ）などにより構成される。

電力監視回路１８０は、補助電源装置１００に蓄電されている電力の電力量を監視する。

定着装置２００は、記録紙上に形成されたトナー像に加熱処理を施して、トナー像を記録紙に定着させる。定着装置２００は、商用電源ＡＣと、補助電源装置１００との２つの電源から、２種類の電力を供給される。定着装置２００は、異なる種類の２つの発熱装置２０１，２０２を有し、それぞれ、商用電源ＡＣと補助電源装置１００との各電力で動作させる。こうすることで、定着装置２００は、定着処理のために必要な発熱量を、急速に発生させる。

直流電源装置４００ｅは、商用電源ＡＣから供給される交流電力を、制御装置４００で利用可能な直流電力に変換する。

ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０は、補助電源装置１００が出力する電力から、制御装置４００が利用可能な電力を生成する。ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０が出力する電力は、たとえば、３．３〜５Ｖ程度の電圧である。ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０は、補助電源装置１００が出力する５０〜７０Ｖ程度の電圧の電力を、かかる低電圧の電力に変換する。

制御装置４００は、情報処理装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成される。

制御装置４００は、直流電源装置４００ｅによって生成出力される電力と、ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０によって生成出力される電力とにより稼動する。

なお、直流電源装置４００ｅとＤＣ／ＤＣ変換装置１５０とは、所定の電流逆流防止用のダイオードを介して制御装置４００に接続されている。

制御装置４００は、電力監視回路１８０による電力量検知結果を参照すると共に、複写機１０各部のスイッチＳｗ１，Ｓｗ２，ＳｗＡ，ＳｗＢ，ＳｗＴの開閉を行って、複写機１０の動作を制御する。

操作パネル４００ｉは、複写機１０に設けられている液晶表示パネルを示したものである。制御装置４００は、操作パネル４００ｉにユーザが一定期間、操作をしなかった場合に、複写機１０をスリープモードにし、スリープモード中に操作パネル４００ｉに何らかの操作がされると、逆に、通常の運転モードに戻す。スリープモードについては、これから詳しく説明する。

スイッチＳｗ１，Ｓｗ２，ＳｗＡ，ＳｗＢ，ＳｗＴは、複写機１０に設けられた電気スイッチであり、オン状態とオフ状態とが上述のように制御装置４００により切り替えられる。

スイッチＳｗ１は、商用電源ＡＣから、直流電源装置４００ｅおよび定着装置２００への電源供給をオン・オフするスイッチである。

スイッチＳｗ２は、商用電源ＡＣから補助電源装置１００への電源供給をオン・オフするスイッチである。

スイッチＳｗＴは、補助電源装置１００の電力を制御装置４００が使用するか否かを切り替えるスイッチである。スイッチＳｗＴをオン状態にすると、ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０を介して、制御装置４００に電力が供給される。

他方、スイッチＳｗＡ，ＳｗＢは、定着装置２００への、商用電源ＡＣと補助電源装置１００とからの電源供給をオン・オフするスイッチである。これらをオン状態にすることで、それぞれ、定着装置２００の発熱装置２０１，２０２が発熱される。なお、これらスイッチＳｗＡ，ＳｗＢは、スイッチＳｗ１がオン状態にされている、複写機１０が通常運転モード（上述）のときにしかオンにされることはない。

図１には、制御装置４００に実現される機能ブロックを併せて示している。制御装置４００には、スリープ処理部４２０と、スリープ時充電制御部４１０と、定着装置制御部４３０とが実現される。

スリープ処理部４２０は、複写機１０の動作状態をスリープモードにしたり、スリープモードを解除して通常運転モードに戻したりする。スリープ処理部４２０は、複写機１０をスリープモードにするときには、スイッチＳｗ１およびスイッチＳｗ２をオフ状態にさせる。スイッチＳｗ１をオフ状態にすることで、商用電源ＡＣの電力が直流電源装置４００ｅおよび定着装置２００で消費されないようにするとともに、スイッチＳｗ２をオフ状態にして、補助電源装置１００でも商用電源ＡＣの電力が消費されないようにする。ここで、スイッチＳｗ１を切ると、商用電源ＡＣから直流電源装置４００ｅを介して、制御装置４００へと電源供給することが停止するが、制御装置４００は、代わりにスイッチＳｗＴをオン状態とすることにより、補助電源装置１００の電力を、ＤＣ／ＤＣ変換装置１５０を介して、スリープモードの間、利用する。

定着装置制御部４３０は、スイッチＳｗＡ，ＳｗＢのオン・オフを切り替えることで、商用電源ＡＣと補助電源装置１００とから、定着装置２００への電源供給を行わせたり、止めたりする。なお、操作パネル４００ｉに操作が行われてスリープモードが終了するときには、定着装置制御部４３０によってスイッチＳｗＡ，ＳｗＢがオン状態にされ、商用電源ＡＣと蓄電装置１２０との電力がそれぞれ定着装置２００に供給される。

スリープ処理部４２０は、スリープモードを解除するときには、スイッチＳｗ１をオン状態にし、スイッチＳｗＴをオフ状態にする。

スリープ時充電制御部４１０は、スリープモード開始時に、スリープ処理部４２０によって起動されて、スリープ期間中、継続的に電力監視回路１８０を用いて蓄電装置１２０の残電力量を検出して、所定の許容最低蓄電量より蓄電装置１２０の残電力量が少なくなっていれば、スイッチＳｗ２を一時的にオン状態にして、充電装置１１０から蓄電装置１２０に充電を実行させる（この充電を、以下では、スリープ時充電と略称する）。

上述した許容最低蓄電量は、定着装置２００の立ち上げ時に、定着装置２００の発熱装置２０２が消費する蓄電装置１２０の電力量である。この電力量が発熱装置２０２で用いられることで、定着装置２００の立ち上げが高速化される。

スリープ時充電制御部４１０は、このようにしてスリープ時充電を行うときには、蓄電装置１２０の蓄電量が所定の目標蓄電量となるまで、蓄電装置１２０の蓄電量を増加させる。

目標蓄電量は、上述の許容最低蓄電量から、さらに、スリープ中に制御装置４００により消費される電力量を余分に加えた電力量である。具体的には、１晩（たとえば８〜１２時間）スリープモードが続いたときに、その間に制御装置４００によって消費される蓄電装置１２０の電力量を余分に加えた電力量が目標蓄電量とされる。

図２は、複写機１０が行う動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１では、スリープモードへと複写機１０の状態が移行されたことが、スリープ時充電制御部４１０により検知される。図示する処理は、この検知に応じて開始される。

ステップＳ２では、スリープ時充電制御部４１０が、電力監視回路１８０を用いて蓄電装置１２０の残電力量を検出する。

ステップＳ３では、スリープ時充電制御部４１０により、検出された残電力量が前述の許容最低蓄電量以下となっているかどうか判定される。許容最低蓄電量以下となっている場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４、Ｓ５の処理が行われて、スリープ時充電が実行される。

ステップＳ４では、スリープ時充電制御部４１０が、スイッチＳｗ２を一時的にオン状態にして、蓄電装置１２０に電力を充電させる。

ステップＳ５では、蓄電装置１２０の蓄電量が前述の目標蓄電量まで達したかどうかがチェックされる。スリープ時充電制御部４１０は、再び電力監視回路１８０を用いて蓄電装置１２０の蓄電量を検出し、このチェックを行う。目標蓄電量が達成されていれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、スリープ時充電処理は終了し、ステップＳ６の処理に移る。他方、目標蓄電量まで充電がされていなければ（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ４の処理に戻って充電を続ける。

ステップＳ６では、スリープモードがスリープ処理部４２０により終了されたか否かがスリープ時充電制御部４１０に調べられて、終了していれば図２の処理が終了する（ステップＳ６：ＹＥＳ）とともに、スリープモードが継続している場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、再びステップＳ２に戻って、上述の処理を繰り返す。

図３は、複写機１０の動作例を示すタイミングチャートである。

図３では、図中の左から右へと、複写機１０の各部が時間経過につれてとる状態変化を、４つのグラフにより、それぞれ示している。最上段〜３段目のグラフは、それぞれ、直流電源装置４００ｅ、補助電源装置１００、および充電装置１１０の出力を示している。また、最下段のグラフは、蓄電装置１２０の蓄電量を示している。

タイミングｔ１は、操作パネル４００ｉでスタートキーの押し下げ等があり、複写機１０が画像形成を開始させるタイミングである。タイミングｔ１〜ｔ２の間に画像形成が行われる。

この間には、複写機１０は通常運転モードであり、スイッチＳｗ１（図１参照）がオン状態である。このため、直流電源装置４００ｅに電源供給が行われており、直流電源装置４００ｅから制御装置４００に対して電力が供給される（最上段のグラフ）。そして、スイッチＳｗＡもオン状態とされることで、商用電源ＡＣから定着装置２００に対しても電力供給がされる。加えて、スイッチＳｗＢもオン状態とされて、補助電源装置１００からも定着装置２００に電力供給がされる（２段目のグラフ）。この期間における補助電源装置１００の出力は、タイミングｔ３〜ｔ６におけるスリープモード時よりも相対的に大きくなる。なお、図３の場合、タイミングｔ１〜ｔ２の途中で、定着装置２００は、発熱処理を完了しており（発熱装置２０１，２０２を所定の温度にさせ終えており）、このためタイミングｔ１〜ｔ２の途中で補助電源装置１００の出力は少し低下している（２段目のグラフ）。もっとも、その後もこのタイミングｔ２になるまでは、画像を記録紙に印字するために補助電源装置１００の電力が複写機１０で消費され、タイミングｔ３〜ｔ６のスリープモード時よりは相対的に補助電源装置１００の出力は大きくなっている。なお、印字のために補助電源装置１００が出力を行うことについては、本実施形態では、詳しい説明は行わない。

このようにして補助電源装置１００の蓄電電力は、タイミングｔ１〜ｔ２の間に、比較的大量に消費されて、その蓄電量が大きく低下する（図３の最下段のグラフ）。

タイミングｔ２は、画像形成が終了したタイミングであり、その後、タイミングｔ６まで、操作パネル４００ｉへのユーザ操作が途絶する。スリープ処理部４２０は、タイミングｔ３で所定期間が経過したことを検出して複写機１０をスリープモードに移行させ、タイミングｔ６でユーザに再び操作がされるまで、スリープモードを継続させる。

タイミングｔ３までは、スリープ処理部４２０は、通常運転モードを続ける。そして、この結果、タイミングｔ３までは、直流電源装置４００ｅは制御装置４００へと電力を供給し続ける（最上段のグラフ）。

そして、タイミングｔ２〜ｔ３の期間には、スイッチＳｗ２がオン状態にされて、３段目のグラフに示すように、充電装置１１０から蓄電装置１２０に充電が行われる。このようにタイミングｔ２〜ｔ３で蓄電装置１２０の充電が行われることにより、蓄電装置１２０の蓄電量が目標蓄電量にされる（図に示した場合には、タイミングｔ３の直前で目標充電量が達成されている）。

タイミングｔ３では、このようにして比較的高いレベルに蓄電装置１２０の充電量がなった状態で、スリープモードが開始される。

スリープモード中（タイミングｔ３〜ｔ６）は、直流電源装置４００ｅは、スイッチＳｗ１がオフ状態にされることで、制御装置４００に対して電力を供給しなくなり（最上段のグラフ）、制御装置４００に対しては、補助電源装置１００が電力を供給する（２段目のグラフ参照）。なお、図３のグラフでは、タイミングｔ３の直前から少し余裕をもって補助電源装置１００が電力供給を開始していることを示している。

このようにして、補助電源装置１００の電力は、スリープモード中に、制御装置４００により消費されるのに加えて、自然に減衰する分もあり、継続して減少する（最下段のグラフ）。もっとも、定着装置２００で大量に消費がされるタイミングｔ１〜ｔ２の期間と比べると、この期間の減少スピードは遅い。

タイミングｔ４は、このようにして次第に減少してきた蓄電装置１２０の蓄電量が、許容最低蓄電量となったタイミングを示している。蓄電量が許容最低蓄電量まで下がると、そのことがスリープ時充電制御部４１０に検知され（図２のステップＳ３：ＹＥＳ）、スリープ時充電が実行される（ステップＳ４，Ｓ５：タイミングｔ４〜ｔ５）。この期間中には、一時的にスイッチＳｗ２がオン状態にされることで、充電装置１１０から蓄電装置１２０へと充電が行われて（三段目のグラフ参照）、タイミングｔ５で目標充電量が達成されるまで、充電装置１１０の蓄電量が上昇する（ステップＳ４〜Ｓ５の説明参照）。

そして、目標充電量が達成されてスリープ時充電が終了した後は（ステップＳ５：ＹＥＳ）、再び蓄電量は減少していくが（タイミングｔ５〜）、許容最低蓄電量まで下がると（ステップＳ３：ＹＥＳ）再びスリープ時充電が実行され、再度目標蓄電量までスリープ時充電制御部４１０に充電がされる（ステップＳ４，Ｓ５）。もっとも、図示する場合は、タイミングｔ５の後に、蓄電量が許容最低蓄電量まで下がるまでに、タイミングｔ６で、操作パネル４００ｉに操作がされて、スリープモードが終了した場合を示している。このように、スリープモード中に、蓄電量が許容最低蓄電量まで下がるたびにスリープ時充電によって目標充電量まで蓄電量が回復されることで、必ず、スリープモードが終了するときに、蓄電装置１２０の蓄電量は、少なくとも許容最低蓄電量を超えている（最下段のグラフのタイミングｔ６を参照）。

スリープモードが終了されると、タイミングｔ６〜ｔ７において、複写機１０は、タイミングｔ１〜ｔ２と同様の処理を行う。このときには、タイミングｔ１〜ｔ２の場合と同様、定着装置２００へと蓄電装置１２０が電力供給を行うが、蓄電装置１２０がここで定着装置２００へと供給する電力の電力量は、許容最低蓄電量に相当する電力量であり、蓄電装置１２０には上述の通り少なくとも許容最低蓄電量を超える電力があるため、スリープモード終了後（タイミングｔ６〜ｔ７）における、定着装置２００での発熱処理は、確実で安定した動作となる。すなわち、許容最低蓄電量に相当する電力が確実に定着装置２００の発熱装置２０２に供給されて、定着装置２００が確実に立ち上がる。

この構成によれば、蓄電装置１２０の電力が定着装置２００に使用される。そして、蓄電装置１２０の残り電力量が検出される。そして、スリープモード中において、残り電力量が許容最低蓄電量以下となった場合に、蓄電装置１２０に商用電源ＡＣから電力が充電される。

したがって、スリープモード中において、残り電力が許容最低蓄電量以下となった場合に、蓄電装置１２０に商用電源ＡＣから電力が充電されることで、スリープモード復帰時に、蓄電装置１２０から定着装置２００への電力供給を確実に行うことができる。

ここで、許容最低蓄電量は、定着装置２００の立ち上げ時に定着装置２００で消費される蓄電装置１２０の電力量である。

スリープモード中に、残り電力量がそのような許容最低蓄電量以下となった場合に、蓄電装置１２０に商用電源ＡＣから電力が充電される。

したがって、スリープモード中に、残り電力量がその量以下となった場合に、蓄電装置１２０に商用電源ＡＣから電力が充電されることで、スリープモード復帰時に、蓄電装置１２０から定着装置２００に電力を供給して確実に定着装置２００の立ち上げを行うことができる。

また、蓄電装置１２０は、スリープモード期間中に、蓄電する電力を複写機１０が有している制御装置４００へと供給する。

したがって、スリープ復帰時に電力供給を確実に行う蓄電装置１２０を、スリープモード期間中の制御装置４００への電力供給に、有効に利用することができている。

複写機１０を示す説明図である。 複写機１０が行う動作を示すフローチャートである。 複写機１０の動作例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０ 複写機
１００ 補助電源装置
１１０ 充電装置
１２０ 蓄電装置
１５０ ＤＣ／ＤＣ変換装置
１８０ 電力監視回路
２００ 定着装置
２０１，２０２ 発熱装置
４００ 制御装置
４００ｅ 直流電源装置
４００ｉ 操作パネル
４１０ スリープ時充電制御部
４２０ スリープ処理部
４３０ 定着装置制御部
ＡＣ 商用電源

Claims (3)

1. 蓄電装置と、当該蓄電装置の電力を使用する定着装置とを備える画像形成装置であって、
   前記蓄電装置の残り電力量を検出する残電力量検出手段と、
   スリープモード中に、残り電力量が予め定められた一定量以下となった場合、前記蓄電装置に商用電源から電力を充電する充電手段とを備える画像形成装置。
2. 前記一定量は、前記定着装置の立ち上げ時に前記定着装置で消費される前記蓄電装置の電力量以上である請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記蓄電装置は、スリープモード期間中に、蓄電する電力を当該画像形成装置が有している制御回路へと供給する請求項１または２記載の画像形成装置。

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