JP2008015094A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャパシタの寿命低下を防止することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供する。
【解決手段】キャパシタ２３２と、画像処理に関する処理を行う処理手段と、キャパシタ２３２の充電電力を放電し、処理手段へ供給する放電回路２３４と、放電回路２３４による放電後に、処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、放電回路２３４による電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視する状態監視手段２４４と、動作準備状態にある場合に、キャパシタ２３２への充電を許可する充放電制御回路２３６と、キャパシタ２３２への充電が許可された場合に、充電を行う充電器２３０とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャパシタからの電力により処理を行う処理手段とを備えた画像形成装置および画像形成方法に関するものである。

キャパシタの寿命に影響を与える外部要因としては、キャパシタの使用環境温度が挙げられる。このためキャパシタを使用した画像形成装置においては、定着ヒータ等の発熱体から離れた部分にキャパシタを配置する等の配慮がなされている。また、定着ヒータの点灯タイミングの排他制御を行うことにより、機器の定格電力を超えることなく、かつキャパシタへの充電を効率よく行う技術が知られている（例えば、「特許文献１」参照）。

また、省エネモード時にもキャパシタ充電を可能とすることで、キャパシタ充電のための消費電力を抑制する技術も知られている（例えば、「特許文献２」参照）。
特開２００５−２５０４４７号公報 特開２００５−２５３２８５号公報

しかしながら、キャパシタの寿命に影響を与える外部要因としては、例えば印加電圧など上述の使用環境温度以外の要因も考えられる。したがって、上記技術においてもなおキャパシタの寿命が低下する可能性があり、これを防ぐ技術が望まれている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、キャパシタの寿命低下を防止することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、画像形成装置であって、キャパシタと、画像処理に関する処理を行う処理手段と、前記キャパシタの充電電力を放電し、前記処理手段へ供給する放電回路と、前記放電回路による放電後に、前記処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、前記放電回路による前記電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視する状態監視手段と、前記動作準備状態にある場合に、前記キャパシタへの充電を許可する充電制御回路と、前記充電制御回路により前記キャパシタへの充電が許可された場合に、前記キャパシタへの充電を行う充電器とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記充電制御回路は、前記動作可能状態にある場合に、前記キャパシタへの充電を禁止することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置であって、前記動作準備状態中の予め定められた時刻であって、前記充電器が充電を開始する時刻である充電開始時刻を保持する充電開始時刻保持手段をさらに備え、前記充電制御回路は、前記充電開始時刻保持手段が保持する前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置であって、前記動作準備状態中の予め定められた時刻であって、前記放電回路が放電を行う時刻である放電時刻を保持する放電時刻保持手段と、前記充電速度に関する充電速度情報を保持する充電速度情報保持手段と、前記放電時刻および前記充電速度情報に基づいて、前記充電器が充電を開始する充電開始時刻を決定する充電開始時刻決定手段とをさらに備え、前記充電制御回路は、前記充電開始時刻決定手段により決定された前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の画像形成装置であって、前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、前記充電開始時刻決定手段は、さらに前記電圧検知手段により検知された前記電圧に基づいて前記充電開始時刻を決定することを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を予め設定された放電電圧以下まで放電させる放電制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記処理手段は、定着装置であることを特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記充電器による充電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、前記充電制御回路は、前記電圧検知手段により検知された前記キャパシタの前記電圧が、予め設定された値であって、前記キャパシタのフル充電時の電圧よりも低い値である充電電圧よりも低い場合に前記充電器に前記キャパシタへの充電を行わせることを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、画像形成装置であって、キャパシタと、前記キャパシタへの充電を行う充電器と、前記キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給する放電回路と、前記放電回路による放電後において、現在の時刻と前記放電回路による予め定められた次の放電時刻までの待機時間と予め定められた基準時間間隔とを比較する比較手段と、前記待機時間が前記基準時間間隔よりも短くなると、前記充電器による前記キャパシタへの充電を許可する充電制御回路とを備えたことを特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項９に記載の画像形成装置であって、前記充電制御回路は、前記待機時間が前記基準時間間隔よりも長い間は、前記キャパシタへの充電を禁止することを特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、請求項９または１０に記載の画像形成装置であって、前記基準時間間隔は、前記充電器による前記キャパシタへの充電に要する時間よりも長いことを特徴とする。

また、請求項１２にかかる発明は、請求項９から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、予め定められた時刻であって、前記充電器が充電を開始する時刻である充電開始時刻を保持する充電開始時刻保持手段をさらに備え、前記充電制御回路は、前記充電開始時刻保持手段が保持する前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする。

また、請求項１３にかかる発明は、請求項９から１２のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、予め定められた時刻であって、前記放電回路が放電を行う時刻である放電時刻を保持する放電時刻保持手段と、前記充電速度に関する充電速度情報を保持する充電速度情報保持手段と、前記放電時刻および前記充電速度情報に基づいて、充電開始時刻を決定する充電開始時刻決定手段とをさらに備え、前記充電制御回路は、前記充電開始時刻決定手段により決定された前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする。

また、請求項１４にかかる発明は、請求項１３に記載の画像形成装置であって、前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、前記充電開始時刻決定手段は、さらに前記電圧検知手段により検知された前記電圧に基づいて前記充電開始時刻を決定することを特徴とする。

また、請求項１５にかかる発明は、請求項９から１４のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を予め設定された放電電圧以下まで放電させる放電制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項１６にかかる発明は、請求項９から１５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記処理手段は、定着装置であることを特徴とする。

また、請求項１７にかかる発明は、請求項９から１６のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、前記充電器による充電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、前記充電制御回路は、前記電圧検知手段により検知された前記キャパシタの前記電圧が、予め設定された値であって、前記キャパシタのフル充電時の電圧よりも低い値である充電電圧よりも低い場合に前記充電器に前記キャパシタへの充電を行わせることを特徴とする。

また、請求項１８にかかる発明は、画像形成方法であって、キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給する放電ステップと、前記放電ステップにおける放電後に、前記処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、前記放電ステップにおける前記電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視する状態監視ステップと、前記動作準備状態にある場合に、前記キャパシタへの充電を許可する充電制御ステップと、前記充電制御ステップにおいて前記キャパシタへの充電が許可された場合に、前記キャパシタへの充電を行う充電ステップとを有することを特徴とする。

また、請求項１９にかかる発明は、画像形成方法であって、キャパシタへの充電を行う充電ステップと、前記キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給する放電ステップと、前記放電ステップにおける放電後において、現在の時刻と予め定められた次の放電時刻までの待機時間と予め定められた基準時間間隔とを比較する比較ステップと、前記待機時間が前記基準時間間隔よりも短くなると、前記キャパシタへの充電を許可する充電器制御ステップとを有することを特徴とする。

請求項１にかかる発明によれば、処理手段が、画像処理に関する処理を行い、放電回路が、キャパシタの充電電力を放電し、処理手段へ供給し、状態監視手段が、放電回路による放電後に、処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、放電回路による電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視し、充電制御回路が、動作準備状態にある場合に、キャパシタへの充電を許可し、充電器が、充電制御回路によりキャパシタへの充電が許可された場合に、キャパシタへの充電を行うので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項２にかかる発明によれば、充電制御回路が、動作可能状態にある場合に、キャパシタへの充電を禁止するので、動作可能状態においては、キャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項３にかかる発明によれば、充電開始時刻保持手段が、動作準備状態中の予め定められた時刻であって、充電器が充電を開始する時刻である充電開始時刻を保持し、充電制御回路が、充電開始時刻保持手段が保持する充電開始時刻にキャパシタへの充電を開始するので、充電開始時刻までキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項４にかかる発明によれば、放電時刻保持手段が、動作準備状態中の予め定められた時刻であって、放電回路が放電を行う時刻である放電時刻を保持し、充電速度情報保持手段が、充電速度に関する充電速度情報を保持し、充電開始時刻決定手段が、放電時刻および充電速度情報に基づいて、充電器が充電を開始する充電開始時刻を決定し、充電制御回路が、充電開始時刻決定手段により決定された充電開始時刻にキャパシタへの充電を開始するので、充電開始時刻までキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項５にかかる発明によれば、電圧検知手段が、放電回路による放電後のキャパシタの電圧を検知し、充電開始時刻決定手段が、さらに電圧検知手段により検知された電圧に基づいて充電開始時刻を決定するので、充電開始時刻までキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項６にかかる発明によれば、放電制御手段が、放電回路による放電後のキャパシタの電圧を予め設定された放電電圧以下まで放電させるので、キャパシタ電圧を放電電圧以下に維持することができ、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項７にかかる発明によれば、処理手段は、定着装置であるので、定着装置に電力を供給するキャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項８にかかる発明によれば、電圧検知手段が、充電器による充電後のキャパシタの電圧を検知し、充電制御回路が、電圧検知手段により検知されたキャパシタの電圧が、予め設定された値であって、キャパシタのフル充電時の電圧よりも低い値である充電電圧よりも低い場合に充電器にキャパシタへの充電を行わせるので、発振を抑えることができるという効果を奏する。

また、請求項９にかかる発明によれば、充電器が、キャパシタへの充電を行い、放電回路が、キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給し、比較手段が、放電回路による放電後において、現在の時刻と放電回路による予め定められた次の放電時刻までの待機時間と予め定められた基準時間間隔とを比較し、充電制御回路が、待機時間が基準時間間隔よりも短くなると、充電器によるキャパシタへの充電を許可するので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１０にかかる発明によれば、充電制御回路が、待機時間が基準時間間隔よりも長い間は、キャパシタへの充電を禁止するので、この間はキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１１にかかる発明によれば、基準時間間隔は、充電器によるキャパシタへの充電に要する時間よりも長いので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１２にかかる発明によれば、充電開始時刻保持手段が、予め定められた時刻であって、充電器が充電を開始する時刻である充電開始時刻を保持し、充電制御回路は、充電開始時刻保持手段が保持する充電開始時刻にキャパシタへの充電を開始するので、充電開始時刻までキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１３にかかる発明によれば、放電時刻保持手段が、予め定められた時刻であって、放電回路が放電を行う時刻である放電時刻を保持し、充電速度情報保持手段が、充電速度に関する充電速度情報を保持し、充電開始時刻決定手段が、放電時刻および充電速度情報に基づいて、充電開始時刻を決定し、充電制御回路が、充電開始時刻決定手段により決定された充電開始時刻にキャパシタへの充電を開始するので、充電開始時刻までキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１４にかかる発明によれば、電圧検知手段が、放電回路による放電後のキャパシタの電圧を検知し、充電開始時刻決定手段が、さらに電圧検知手段により検知された電圧に基づいて充電開始時刻を決定するので、充電開始時刻までキャパシタの充電電圧を低く維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１５にかかる発明によれば、放電制御手段が、放電回路による放電後のキャパシタの電圧を予め設定された放電電圧以下まで放電させるので、キャパシタ電圧を放電電圧以下に維持することができ、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１６にかかる発明によれば、処理手段は、定着装置であるので、定着装置に電力を供給するキャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１７にかかる発明によれば、電圧検知手段が、充電器による充電後のキャパシタの電圧を検知し、充電制御回路が、電圧検知手段により検知されたキャパシタの電圧が、予め設定された値であって、キャパシタのフル充電時の電圧よりも低い値である充電電圧よりも低い場合に充電器にキャパシタへの充電を行わせるので、発振を抑えることができるという効果を奏する。

また、請求項１８にかかる発明によれば、放電ステップにおいて、キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給し、状態監視ステップにおいて、放電ステップにおける放電後に、処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、放電ステップにおける電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視し、充電制御ステップにおいて、動作準備状態にある場合に、キャパシタへの充電を許可し、充電ステップにおいて、充電制御ステップにおいてキャパシタへの充電が許可された場合に、キャパシタへの充電を行うので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

また、請求項１９にかかる発明によれば、充電ステップにおいて、キャパシタへの充電を行い、放電ステップにおいて、キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給し、比較ステップにおいて、放電ステップにおける放電後において、現在の時刻と予め定められた次の放電時刻までの待機時間と予め定められた基準時間間隔とを比較し、充電器制御ステップにおいて、待機時間が基準時間間隔よりも短くなると、キャパシタへの充電を許可するので、キャパシタの寿命低下を防止することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、画像形成装置としてのデジタル複写機１に含まれる定着装置１２１の構成を示す図である。定着装置１２１は、被加熱物である定着部材としての定着ローラ３０１と、シリコンゴム等の弾性部材からなる加圧部材としての加圧ローラ３０２とを主に備えている。加圧ローラ３０２は、図示しない加圧手段により一定の加圧力で定着ローラ３０１に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。

定着装置１２１には、第１定着ヒータ３１１および第２定着ヒータ３１２が任意の位置に設けられる。例えば、第１定着ヒータ３１１および第２定着ヒータ３１２は、定着ローラ３０１の内部に配置されていて、被加熱物である定着ローラ３０１を内側から加熱する。

定着ローラ３０１及び加圧ローラ３０２は、駆動機構（図示せず）により回転駆動される。サーミスタなどの温度センサ３２０は、定着ローラ３０１の表面に当接され、定着ローラ３０１の表面温度（定着温度）を検出する。トナー３０６を担持した転写紙等の媒体であるシート３０７には、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２による加熱及び加圧でトナー画像が定着される。

第１定着ヒータ３１１は、定着ローラ３０１が動作可能な温度である目標温度Ｔｔに達していないときにＯＮにされて、定着ローラ３０１を加熱する主たるヒータ（主ヒータ）である。第２定着ヒータ３１２は、デジタル複写機１の主電源投入の時や、後述の省エネモードから復帰してコピー可能な通常モードに移行するまでの立ち上げ時等、すなわち、ウォームアップモード時にＯＮにされて、定着ローラ３０１を加熱する補助的なヒータ（補助ヒータ）である。

図２は、定着装置１２１の第１定着ヒータ３１１および第２定着ヒータ３１２の加熱制御を行う制御回路２０の構成を示す図である。制御回路２０は、主電源ＳＷ２０２と、電源回路２１０，２１２，２１４と、エンジン制御回路２２０と、ヒータ駆動回路２２２と、充電器２３０と、キャパシタ２３２と、放電回路２３４と、充放電制御回路２３６と、時計回路２４０と、サブ電源ＳＷ２４２と、省エネ制御回路２４４とを備えている。

主電源ＳＷ２０２は、ＡＣ電源（商用交流電源）ＰＳの供給のＯＮ／ＯＦＦを行なう。主電源ＳＷ２０２をＯＮにすると、ＡＣ電源ＰＳから電力の供給を受けて、電源回路２１０，２１２，２１４は、それぞれ定着装置１２１などに必要な制御用の電源を生成する。すなわち、電源回路２１０は、エンジン制御回路２２０をはじめプリンタエンジンなどデジタル複写機１における電力負荷の大部分に電力を供給する。電源回路２１２は、充放電制御回路２３６に電力を供給する。電源回路２１４は、省エネ制御回路２４４に電力を供給する。

エンジン制御回路２２０は、マイクロコンピュータを備えており、マイクロコンピュータにより定着装置１２１を含むプリンタエンジンの全体を制御する。具体的には、ヒータ駆動回路２２２に対しヒータ駆動信号を出力する。ヒータ駆動信号は、ヒータ駆動回路２２２のオンオフを指示するものである。温度センサ３２０が検知した定着ローラ３０１の温度に基づいて、ヒータ駆動回路２２２のオンオフを指示する。

ヒータ駆動回路２２２は、エンジン制御回路２２０から出力されたヒータ駆動信号に基づいて、第１定着ヒータ３１１への通電を行う。ヒータ駆動回路２２２への電力供給は、主電源ＳＷ２０２を経由してＡＣ電源（商用交流電源）ＰＳにより行われる。

充電器２３０は、主電源ＳＷ２０２を経由してＡＣ電源（商用交流電源）ＰＳから電力供給を受ける。キャパシタ２３２は、充電器２３０により充電される。放電回路２３４は、キャパシタ２３２の充電電力を放電し、第２定着ヒータ３１２に電力を供給する。第２定着ヒータ３１２は、これにより加熱される。

充放電制御回路２３６は、マイクロコンピュータを備えており、マイクロコンピュータにより充電器２３０および放電回路２３４を制御する。具体的には、充電器２３０に対し充電制御信号を出力する。充電制御信号は、充電指示または充電禁止指示を示すものである。充電器２３０は、充電が指示された場合に、キャパシタ２３２の充電を行う。また、放電回路２３４に対し放電制御信号を出力する。放電制御信号は、放電指示または放電禁止指示を示すものである。放電回路２３４は、放電が指示された場合に、キャパシタ２３２の放電を行う。

充放電制御回路２３６は、エンジン制御回路２２０及び省エネ制御回路２４４からの指示にしたがい充電器２３０および放電回路２３４を制御する。充放電制御回路２３６はまた、キャパシタ２３２からキャパシタ２３２の電圧を示す電圧信号を取得する。そして、この電圧信号にしたがい充電器２３０および放電回路２３４を制御する。

時計回路２４０は、時刻を計測し、計測した時刻データを省エネ制御回路２４４に出力する。サブ電源ＳＷ２４２は、ユーザからのモード切替指示を受け付ける。

省エネ制御回路２４４は、時計回路２４０およびサブ電源ＳＷ２４２からの出力に基づいて、デジタル複写機１の動作モードを制御する。ここで、動作モードとしては、通常モード、省エネモードおよびウォームアップモードがある。

通常モードとは、動作指示後直ちに定着装置１２１の動作が可能な状態である。すなわち、通常モードにおいては、定着装置１２１は、動作可能状態にある。省エネモードとは、定着装置１２１を含むプリンタエンジン、その他の電力負荷のうち一部を残して、画像形成時にのみ必須となる他の電力負荷（例えばスキャナなど）への電力供給を停止する状態である。省エネモードにおいては、定着装置１２１は、動作指示後動作可能な温度まで加熱された後でなければ動作できない。すなわち動作準備状態にある。ウォームアップモードとは、主電源ＳＷ２０２投入後定着装置１２１を加熱中の状態である。

例えば、ウィークリータイマオン時刻が設定されている場合には、時計回路２４０の計測結果に基づいて、ウィークリータイマオン時刻に電力供給が始まり省エネモードから不ウォームアプモードに移行する。そして、動作可能な通常モードに移行する。同様に、ウィークリータイマオフ時刻が設定されている場合には、時計回路２４０の計測結果に基づいて、ウィークリータイマオフ時刻に通常モードから省エネモードに移行させる。なお、ウィークリータイマオンおよびウィークリータイマオフの時刻は、曜日ごとに異なる時刻に設定するなど多様な設定が可能である。

さらに、省エネ制御回路２４４は、サブ電源ＳＷ２４２に入力されたユーザの指示により、モードを切り替える。例えば、省エネモード時にユーザがサブ電源ＳＷ２４２を押下した場合には、省エネ制御回路２４４は、省エネモードから通常モードに移行させる。また、通常モードにおいて、予め定められた期間の間ユーザからの操作指示等が入力されない場合には、省エネモードに移行させる。

省エネ制御回路２４４は、エンジン制御回路２２０および充放電制御回路２３６と通信接続している。また、エンジン制御回路２２０は、充放電制御回路２３６と通信接続している。これにより、現在のモードがエンジン制御回路２２０および充放電制御回路２３６に伝達される。

また、省エネ制御回路２４４は、省エネモード時には、省エネ信号を電源回路２１０に出力する。電源回路２１０は、省エネ信号を受信するとエンジン制御回路２２０などへの電力供給を停止する。省エネ信号を受信しない場合には、エンジン制御回路２２０などへの電力供給を行う。

なお、電源回路２１０による電力供給停止時においても、電源回路２１２および電源回路２１４による電力供給は行われている。すなわち、充電器２３０、充放電制御回路２３６、サブ電源ＳＷ２４２および省エネ制御回路２４４にはこのときも電力が供給されている。

したがって、省エネモードに遷移し、電源回路２１０がオフになった場合であっても、省エネ制御回路２４４は、電源回路２１４から電力供給を受けることができ、省エネ信号の出力を停止することにより電源回路２１０を復帰させることができる。また、充放電制御回路２３６は、電源回路２１０がオフになった場合であっても、キャパシタ２３２からの電圧信号にしたがいキャパシタ２３２の充電を行うことができる。なお、キャパシタ２３２の充電タイミングについては後述する。

図３は、キャパシタ２３２および充放電制御回路２３６の詳細な構成を示す図である。キャパシタ２３２には、その充電電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧して検出信号として出力する電圧センサ２３３が設けられている。また、充放電制御回路２３６は、ＣＰＵ２３７を有している。

電圧センサ２３３により出力された検出信号は、ＣＰＵ２３７に内蔵されるＡ／Ｄコンバータ２３８に入力される。ＣＰＵ２３７は、Ａ／Ｄコンバータ２３８による変換結果から現在の充電量を把握する。充電量と予め定められた放電目標値または充電目標値との比較結果、および現在のデジタル複写機１のモードに基づいて、充電を行うか、放電を行うか、充放電禁止するかを判断する。なお、ここで、放電目標値とは、放電後に到達すべきキャパシタ２３２の電圧値であり予め定められた値である。充電目標値とは、充電後に到達すべきキャパシタ２３２の電圧値であり予め定められた値である。なお、充電目標値はキャパシタ２３２のフル充電電圧（例えば４５Ｖ）から若干低くした電圧（例えば４２Ｖ）に設定している。

図４−１および図４−２は、充電目標値とフル充電電圧との関係を説明するための図である。例えば、充電目標値をフル充電電圧と同等の値に設定すると、定電流充電の完了後に「定電流値×キャパシタ内抵抗」に相当する電圧分だけ電圧降下することになり、図４−１に示すように発振してしまう。そこで、充電目標値をフル充電電圧から若干低くした電圧に設定することにより、図４−２に示すように発振を抑えつつ、部品毎の若干の誤差も吸収した上で充電制御を行なうことができる。

図５および図６は、充放電制御回路２３６による処理を説明するための図である。図５は、充放電制御回路２３６による制御ルールを示す図である。図６は、図５に示す制御ルールにより制御されたキャパシタ２３２の電圧を示す図である。

図５に示すように、ウォームアップモードにおいては、充放電制御回路２３６は、第２定着ヒータ３１２を加熱すべく放電回路２３４に放電を指示する。これにより、図６に示すようにキャパシタ２３２の電圧は低くなる。通常モードにおいては、充放電制御回路２３６は、充電および放電の両方を禁止する。これにより、キャパシタ２３２の電圧は、ウォームアップモードにおける放電後の電圧に維持される。そして、省エネモードにおいては、充電目標値まで充電を許可する。

このように、省エネモードに移行した後に充電を行うことにより、ウォームアップモードから通常モードに移行した際に充電を行う場合に比べて、キャパシタ２３２がフル充電に近い状態にある時間を短縮することができる。

キャパシタの印加電圧が高いと、キャパシタ電解液が電気分解する方向に作用する。このため、キャパシタの印加電圧を極力低く保つことにより、キャパシタの寿命低下を防ぐことができる。

第２定着ヒータ３１２を加熱させる必要が生じるのは、主電源の投入時または省エネモードから通常モードに移行する場合である。すなわち、通常モード時に第２定着ヒータ３１２を加熱させる場合はない。そこで、このように通常モード時には充電を行わず、キャパシタ２３２の電圧を低い状態で維持することとした。これにより、デジタル複写機１の使い勝手を低下させることもなくキャパシタ寿命の低下を防ぐことができる。

図７は、デジタル複写機１のハードウェア構成を示す図である。デジタル複写機１は、いわゆる複合機であり複写機能と、これ以外の機能（例えば、プリンタ機能、ファクシミリ機能）とを備えている。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、デジタル複写機１は複写機能の選択時に複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にファクシミリモードとなる。

次に、デジタル複写機１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。自動原稿送り装置（以下ＡＤＦという）１０１の原稿台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。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および排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。

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、原稿台１０２上の一番下の原稿が給紙ローラ１０３および給送ベルト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。給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７は搬送モータによって駆動される。

第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１および第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する。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。

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る。感光体１１７には図示しない帯電器により一様に帯電された後、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。

なお、書き込みユニット１１８、感光体１１７、現像装置１１９その他の図示しない感光体１１７回りの周知の装置などが、電子写真方式で用紙などの媒体に画像形成を行なうプリンタエンジンを構成している。

搬送ベルト１２０は、用紙搬送の手段及び転写の手段を兼ねる。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１１７と等速で搬送しながら感光体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。

以上の動作は用紙の片面に画像を複写するときの動作である。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。

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１１７に当接する位置まで搬送される。転写紙は、感光体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。

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。

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。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。

また、デジタル複写機１には、図示しない大量用紙供給装置（ＬＣＴ）と、ソート、穴あけ、ステイプルなどを行なうフィニッシャーと、原稿読み取りのためのモード、複写倍率の設定、給紙段の設定、フィニッシャーでの後処理の設定、オペレータに対する表示などを行なう操作部とを備えている。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態にかかるデジタル複写機１について説明する。第２の実施の形態にかかるデジタル複写機１は、放電目標値を設定し、放電後は、キャパシタ２３２の電圧が放電目標値未満になるまで放電を行う。

図８および図９は、第２の実施の形態にかかる充放電制御回路２３６による処理を説明するための図である。図８は、充放電制御回路２３６による制御ルールを示す図である。図９は、図８に示す制御ルールにより制御されたキャパシタ２３２の電圧を示す図である。

図８に示すように、通常モードにおいては、キャパシタ２３２の電圧が放電目標値未満である場合には、充放電を禁止するが、キャパシタ２３２の電圧が放電目標値以上である場合には、さらに放電を指示する。これにより、図９に示すように、通常モード時には、キャパシタ２３２の電圧を放電目標値以下に維持することができるので、キャパシタの寿命低下を防ぐことができる。

第２の実施の形態にかかるデジタル複写機１のこれ以外の構成および処理は、第１の実施の形態にかかるデジタル複写機１の構成および処理と同様である。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態にかかるデジタル複写機１について説明する。第３の実施の形態にかかるデジタル複写機１は、ウィークリータイマオンが設定されている場合に、ウィークリータイマオンの時刻に基づいて、充電タイミングを決定する。なお、例えばユーザから起動時刻が設定されるとする。この場合、この起動時刻を通常モードに移行する時刻とし、起動時刻に通常モードに移行するようなウォームアップモードへの移行時刻がウィークリータイマオン時刻として設定される。

ウィークリータイマオンの時刻が予めわかっている場合には、この時刻に放電可能なように充電が完了していればよい。すなわち、省エネモードに入ってすぐに充電する必要はない。そこで、この場合には、ウィークリータイマオンの時刻に充電を完了できるように充電を開始すべき時刻、すなわち充電開始時刻まで充電を行わないこととする。例えば、１０分で充電完了する場合には、ウィークリータイマオンの時刻から１０分前の時刻を充電開始時刻とする。

図１０および図１１は、第３の実施の形態にかかる充放電制御回路２３６による処理を説明するための図である。図１０は、充放電制御回路２３６による制御ルールを示す図である。図１１は、図１０に示す制御ルールにより制御されたキャパシタ２３２の電圧を示す図である。

図１０に示すように、省エネモードにおいても充電開始時刻前である場合には、充電目標値以下であっても充放電を禁止する。そして、充放電開始時刻後に充電を指示する。これにより、図１１に示すように、通常モード時だけでなく、省エネモードにおいても充電開始時刻前までキャパシタ２３２の電圧を比較的低い値に維持することができる。なお、図１０および図１１に示す例は、さらに、放電時に放電目標値まで放電させるものである。

図１２は、充放電制御回路２３６が充電開始時刻を決定するための処理を説明するための図である。充電時間（ｔ）は、（式１）により定まる。図１２は、（式１）の関係を示している。
ｔ＝Ｃ（Ｖｅ−Ｖｓ）／Ｉ …（式１）

ここで、Ｖｅは、充電終了時キャパシタ充電電圧である。Ｖｓは、充電開始時キャパシタ充電電圧である。Ｃは、キャパシタ容量である。Ｉは、充電電流値である。

なお、キャパシタの充電方式には、定電流充電、定電圧充電、定電力充電、およびこれらの充電方式の組合せ等、様々な充電方式があり、充電特性は充電方式により変化するが、ここでは定電流充電を行う場合について説明する。

キャパシタ容量（Ｃ）、充電終了時キャパシタ充電電圧（＝充電目標値）（Ｖｅ）及び充電電流値（Ｉ）は、充放電制御回路２３６に設定されており、充放電制御回路２３６は、（式１）のＶｓに現在のキャパシタの充電量を代入し、充電時間（ｔ）を得ることができる。放電開始時刻の充電時間（ｔ）だけ前の時刻を充電開始時刻として決定する。なお、充電時間（ｔ）から定まる充電開始時刻よりも所定の時間だけ前の時刻とするのが好ましい。

図１３は、キャパシタ２３２の電圧と充電時間の関係を示す図である。このように、キャパシタ２３２の電圧がＶ１である場合には、充電開始時刻はｔ１となり、キャパシタ２３２の電圧がＶ２である場合には、充電開始時刻はｔ２となる。このように、キャパシタ２３２の電圧に応じて充電開始時刻が定まる。

このように、充放電制御回路２３６は、（式１）で示す充電速度情報を保持する充電速度情報保持手段および充電開始時刻を決定する充電開始時刻決定手段として機能する。なお、放電開始時刻、すなわちウィークリータイマオン時刻は、省エネ制御回路２４４に設定されている。すなわち、省エネ制御回路２４４は、放電開始時刻保持手段として機能する。

充放電制御回路２３６は、例えば、通常モードから省エネモードに移行した際に、現在の充放電制御回路２３６の電圧に基づいて、充電開始時刻を算出する。そして、充電開始時刻を経過したか否かに基づいて、充電を制御する。

これにより、キャパシタが充電目標値以上まで充電されるのは、充電開始直前のみであり残りの時間は、常に比較的低い値に維持されるので、キャパシタの寿命低下を防ぐことができる。

第３の実施の形態にかかるデジタル複写機１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかるデジタル複写機１の構成および処理と同様である。

第３の実施の形態にかかるデジタル複写機１の変更例について説明する。第３の実施の形態にかかる充放電制御回路２３６は、省エネモードに移行するたびに、（式１）により充電開始時刻を算出したが、これにかえて充放電制御回路２３６は、予め充電開始時刻を保持してもよい。

通常モードの間は常に放電目標値以下に維持している場合のように、キャパシタ２３２のおよその電圧値が予めわかっている場合には、ウィークリータイマオン時刻から放電目標値など予めわかっている電圧値と（式１）から算出した充電時間（ｔ）だけ前の時刻を充電開始時刻として保持してもよい。すなわち、充放電制御回路２３６は、充電開始時刻保持手段として機能する。このように、充電開始時刻を保持することにより、充電開始時刻を算出する処理が不要になる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。

デジタル複写機１に含まれる定着装置１２１の構成を示す図である。 定着装置１２１の第１定着ヒータ３１１および第２定着ヒータ３１２の加熱制御を行う制御回路２０の構成を示す図である。 キャパシタ２３２および充放電制御回路２３６の詳細な構成を示す図である。 充電目標値とフル充電電圧との関係を説明するための図である。 充電目標値とフル充電電圧との関係を説明するための図である。 充放電制御回路２３６による制御ルールを示す図である。 図５に示す制御ルールにより制御されたキャパシタ２３２の電圧を示す図である。 デジタル複写機１のハードウェア構成を示す図である。 充放電制御回路２３６による制御ルールを示す図である。 図８に示す制御ルールにより制御されたキャパシタ２３２の電圧を示す図である。 充放電制御回路２３６による制御ルールを示す図である。 図１０に示す制御ルールにより制御されたキャパシタ２３２の電圧を示す図である。 充放電制御回路２３６が充電開始時刻を決定するための処理を説明するための図である。 キャパシタ２３２の電圧と充電時間の関係を示す図である。

符号の説明

１ デジタル複写機
２０ 制御回路
１０２ 原稿台
１０３ 給紙ローラ
１０４ 給送ベルト
１０５ コンタクトガラス
１０６ 画像読取装置
１０７ 排送ローラ
１０８ 排紙台
１０９ 原稿セット検知器
１１０，１１１，１１２ 給紙装置
１１３ 給紙トレイ
１１６ 縦搬送ユニット
１１７ 感光体
１１８ 書き込みユニット
１１９ 現像装置
１２０ 搬送ベルト
１２１ 定着装置
１２２ 排紙ユニット
１２３ 排紙トレイ
１２４ 両面入紙搬送路
１２５ 反転ユニット
１２６ 両面搬送ユニット
１２７ 反転排紙搬送路
２０２ 主電源ＳＷ
２１０，２１２，２１４ 電源回路
２２０ エンジン制御回路
２２２ ヒータ駆動回路
２３０ 充電器
２３２ キャパシタ
２３３ 電圧センサ
２３４ 放電回路
２３６ 充放電制御回路
２３７ ＣＰＵ
２３８ Ａ／Ｄコンバータ
２４０ 時計回路
２４２ サブ電源ＳＷ
２４４ 省エネ制御回路
３０１ 定着ローラ
３０２ 加圧ローラ
３０６ トナー
３０７ シート
３１１，３１２ 定着ヒータ
３２０ 温度センサ

Claims (19)

1. キャパシタと、
   画像処理に関する処理を行う処理手段と、
   前記キャパシタの充電電力を放電し、前記処理手段へ供給する放電回路と、
   前記放電回路による放電後に、前記処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、前記放電回路による前記電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視する状態監視手段と、
   前記動作準備状態にある場合に、前記キャパシタへの充電を許可する充電制御回路と、
   前記充電制御回路により前記キャパシタへの充電が許可された場合に、前記キャパシタへの充電を行う充電器と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記充電制御回路は、前記動作可能状態にある場合に、前記キャパシタへの充電を禁止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記動作準備状態中の予め定められた時刻であって、前記充電器が充電を開始する時刻である充電開始時刻を保持する充電開始時刻保持手段をさらに備え、
   前記充電制御回路は、前記充電開始時刻保持手段が保持する前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記動作準備状態中の予め定められた時刻であって、前記放電回路が放電を行う時刻である放電時刻を保持する放電時刻保持手段と、
   前記充電器による充電速度に関する充電速度情報を保持する充電速度情報保持手段と、
   前記放電時刻および前記充電速度情報に基づいて、前記充電器が充電を開始する充電開始時刻を決定する充電開始時刻決定手段と
   をさらに備え、
   前記充電制御回路は、前記充電開始時刻決定手段により決定された前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、
   前記充電開始時刻決定手段は、さらに前記電圧検知手段により検知された前記電圧に基づいて前記充電開始時刻を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を予め設定された放電電圧以下まで放電させる放電制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記処理手段は、定着装置であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記充電器による充電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、
   前記充電制御回路は、前記電圧検知手段により検知された前記キャパシタの前記電圧が、予め設定された値であって、前記キャパシタのフル充電時の電圧よりも低い値である充電電圧よりも低い場合に前記充電器に前記キャパシタへの充電を行わせることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. キャパシタと、
   前記キャパシタへの充電を行う充電器と、
   前記キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給する放電回路と、
   前記放電回路による放電後において、現在の時刻と前記放電回路による予め定められた次の放電時刻までの待機時間と予め定められた基準時間間隔とを比較する比較手段と、
   前記待機時間が前記基準時間間隔よりも短くなると、前記充電器による前記キャパシタへの充電を許可する充電制御回路と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記充電制御回路は、前記待機時間が前記基準時間間隔よりも長い間は、前記キャパシタへの充電を禁止することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記基準時間間隔は、前記充電器による前記キャパシタへの充電に要する時間よりも長いことを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 予め定められた時刻であって、前記充電器が充電を開始する時刻である充電開始時刻を保持する充電開始時刻保持手段をさらに備え、
    前記充電制御回路は、前記充電開始時刻保持手段が保持する前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 予め定められた時刻であって、前記放電回路が放電を行う時刻である放電時刻を保持する放電時刻保持手段と、
    前記充電速度に関する充電速度情報を保持する充電速度情報保持手段と、
    前記放電時刻および前記充電速度情報に基づいて、充電開始時刻を決定する充電開始時刻決定手段と
    をさらに備え、
    前記充電制御回路は、前記充電開始時刻決定手段により決定された前記充電開始時刻に前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、
    前記充電開始時刻決定手段は、さらに前記電圧検知手段により検知された前記電圧に基づいて前記充電開始時刻を決定することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記放電回路による放電後の前記キャパシタの電圧を予め設定された放電電圧以下まで放電させる放電制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
16. 前記処理手段は、定着装置であることを特徴とする請求項９から１５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
17. 前記充電器による充電後の前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知手段をさらに備え、
    前記充電制御回路は、前記電圧検知手段により検知された前記キャパシタの前記電圧が、予め設定された値であって、前記キャパシタのフル充電時の電圧よりも低い値である充電電圧よりも低い場合に前記充電器に前記キャパシタへの充電を行わせることを特徴とする請求項９から１６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
18. キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給する放電ステップと、
    前記放電ステップにおける放電後に、前記処理手段が処理を行うことのできる動作可能状態にあるか、前記放電ステップにおける前記電力の供給後に処理が可能となる動作準備状態にあるかを監視する状態監視ステップと、
    前記動作準備状態にある場合に、前記キャパシタへの充電を許可する充電制御ステップと、
    前記充電制御ステップにおいて前記キャパシタへの充電が許可された場合に、前記キャパシタへの充電を行う充電ステップと
    を有することを特徴とする画像形成方法。
19. キャパシタへの充電を行う充電ステップと、
    前記キャパシタの充電電力を放電し、画像処理に関する処理を行う処理手段へ供給する放電ステップと、
    前記放電ステップにおける放電後において、現在の時刻と予め定められた次の放電時刻までの待機時間と予め定められた基準時間間隔とを比較する比較ステップと、
    前記待機時間が前記基準時間間隔よりも短くなると、前記キャパシタへの充電を許可する充電器制御ステップと
    を有することを特徴とする画像形成方法。

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