JP2008233260A - 画像形成装置及びその給電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギモード時における立ち上げをより迅速に行うことができるようにする。
【解決手段】商用電源から直接給電されるＰＳＵ１０４と、ＰＳＵ１０４から充電される二次電池を有する補助電源１０５と、画像形成手段とを備え、コントローラ１１１によって各種モードに応じて各部の制御を実行する画像形成装置において、コントローラオプションあるいは操作パネルオプションが何もついていない状態で、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかの状態のときにＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、コントローラのＤＲＡＭ部、ＤＲＡＭコントローラ部、パワーマネージメント部、ネットワークＩ／Ｆ部、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部、及びオプションＦＣＵ部のうち備えられているものの電源を補助電源１０５に切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は省エネルギを促進するために二次電池を搭載し、コントローラ省エネ回路を備えた画像形成装置、及び省エネを考慮した画像形成装置の給電制御方法に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられている定着装置として加熱手段を内部に有する定着ローラ（加熱ローラ）を用いた熱ローラ定着方式が、低速機から高速機まで、また、モノクロ機からフルカラー機まで、幅広く採用されている。しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、記録材やトナーを過熱する際に、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、エネルギ効率が悪く、省エネルギという観点からは不利であった。

ところで、熱電変換技術を用いた発電は、比較的低品質の熱においても直接電気に変換することが可能であり、現状の未利用の廃熱を回収できる技術であるため、最近のエネルギ問題や環境問題の深刻化に伴い、熱電変換技術に対する期待度はますます大きくなっている。

この熱電変換技術とは、異なる２種の金属やｐ型半導体とｎ型半導体等が対になった熱電変換材料に温度差を与えることによって両端に熱起電力が発生するゼーベック効果を利用して、熱エネルギを直接電力に変換する技術であり、モーターやタービン等の可動部を必要とせず、また、老廃物もないという優れた特徴を有している。

そこで、例えば特許文献１には、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録紙上の未定着画像を熱により定着する定着手段から排出する熱を熱の影響を受けやすい周辺機器から絶縁し、また排出する熱の回収を行い、再利用し省エネルギ性を向上させるため、記録紙を給紙する給紙搬送手段と、前記記録紙に未定着画像を形成する未定着画像形成手段と、前記未定着画像を熱により定着する定着手段と、該定着手段によって画像が定着された記録紙を排紙する排紙搬送手段を備えた画像形成装置において、前記定着手段を断熱部材で包囲し、前記断熱部材は、表面に熱電変換素子を有し、さらに前記熱電変換素子により熱電変換した電力を蓄電する蓄電装置を有する発明が開示されている。

また、特許文献２には、記録材あるいは定着ローラから加圧ローラに移動した廃熱を再利用するため、互いに圧接する加熱ローラ及び加圧ローラを備え、トナー像を保持した記録材を前記加熱ローラと加圧ローラの圧接部にて加熱加圧しながら挟持搬送することによって、前記トナー像を前記記録材に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、加圧ローラの熱を熱電変換可能な熱電変換手段を備えた構成が開示されている。

さらに、特許文献３には、熱電変換手段を利用することにより、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置、及び該画像形成装置を構成する付属装置から排出している熱を回収し、電気エネルギとして再利用するため、転写紙を給紙部から搬送する給紙搬送手段と、未定着画像を形成する画像形成手段と、未定着画像が形成された転写紙を熱により定着する定着手段と、前記定着手段の転写紙通過方向の下流側に転写紙を案内する搬送手段を備えた電子写真画像形成装置において、高温度排熱の熱電変換として第一の熱電変換手段及び、低温度排熱の熱電変換としての第二並びに第三の熱電変換手段を備えた発明が開示されている。

また、一般に利用されている印刷機、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、近年、画像の再現性、安定性等の理由から、オフィス、あるいは、家庭等で普及しつつある。一方、この種の画像形成装置は、利用形態が製品の持つ性格上、電源を投入した状態で稼働しているのが通常であり、エネルギ消費の削減よりも、利便性を向上させることを図っていた。しかしながら、エネルギ消費の課題が顕在化した今日では、稼働時間よりも待機時間の方が長いという問題を併せ持つ熱定着部におけるエネルギ消費量の低減、あるいは、温暖化に影響する化石燃料等の枯渇資源エネルギ源の使用抑制が求められている。
また、情報を取り扱う機器における電源の安定供給も求められており、この電源の安定供給に関して、集中型電源供給（火力、水力、原子力等）のインフラ状況で、安定化電源（ＵＰＳ）やキャパシタに代表されるバックアップ用蓄電器（二次電池）等を用いることによって対策がなされているのが現状である。
特開２００５−３３８４３０号公報 特開２００５−３０８８２６号公報 特開２００５−０９９５２７号公報

このように従来の画像形成装置では、複数のエネルギ供給手段（エネルギ蓄積手段）として主電源の他に二次電池、キャパシタ、燃料電池のいずれかを用い、加熱定着動作のように消費電力が大きくなる状態に移行する期間にエネルギを付勢してその移行期間を短縮するとともにファーストコピータイムの縮減と省エネルギを図っている。しかし、この画像形成装置では、１つのエネルギ供給手段である主電源は交流商用ライン電源であり、他のエネルギ供給手段は副電源としてエネルギの一時的な付勢を行うための補助的な機能を受け持っている。

したがって、エネルギ供給源は全体として商用電源に頼らざるを得ない。また、燃料電池などの自発的発電手段を副電源として備えたとしても、このような自発的発電手段は上記移行期間に、蓄積した電気エネルギを用いて一時的にエネルギを付勢するための補助的手段でしかありえない。むしろ自発的発電手段を一時的なエネルギ付勢の補助として使用することは、常時エネルギを供給し得る自発的発電手段の前記補助使用によりエネルギ源（燃料）の浪費を招く原因になる。

以上より、従来の技術は、ファーストコピータイムの短縮化とともに省エネルギ化を目的とするが、この２つの背反的な目的に対する抜本的な解決策となっていない。その理由は、主電源たる交流商用電源（ライン電源）がエネルギ供給手段の大半を占め、副電源と位置付けた補助電源装置を採用してこれを受動的に適用しているため、補助電源装置である発電装置ないし蓄電装置のエネルギ駆動源としての使い方が限定的になっているからである。その結果、省エネルギモード時の電力維持や立ち上げ時間の短縮化（ファーストコピータイムの削減）などには相応の効果があるにしても、画像形成装置が設置されるサイト（配備場所）全てのエネルギ使用形態を総体として捉え、画像形成装置が設置される孤立空間を越えて、画像形成装置間のエネルギ消費を積極的に分担するような合理的かつ協調的な使い方になっていない、という点が難点であった。そのため、一旦省エネルギモード時の立ち上げ時間が早くなったとしても、まだ十分なレベルとは言い難く、さらに高速の立ち上げが要求されていた。

そこで、本発明が解決すべき課題は、省エネルギモード時における立ち上げをより迅速に行うことができるようにすることにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、商用電源から直接給電される主電源と、前記主電源から充電される二次電池を有する補助電源と、画像形成手段とを備え、コントローラによって各種モードに応じて各部の制御を実行する画像形成装置において、前記商用電源からの給電が切断されたとき、前記二次電池の残量が一定量以上の場合には補助電源に切り替えることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、コントローラオプションあるいは操作パネルオプションが何もついていない状態で、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかの状態のときにＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、前記コントローラ回路のＤＲＡＭ部、ＤＲＡＭコントローラ部、パワーマネージメント部、ネットワークＩ／Ｆ部、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部、及びオプションＦＣＵ部の電源を補助電源に切り替えることを特徴とする。

第３の手段は、第１又は第２の手段において、コントローラオプション又は操作パネルオプションの１つが付設されているとき、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかのモード実行時にＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、コントローラ全体、オプションＦＣＵ部、及び操作パネルオプションの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする。

第４の手段は、第２又は第３の手段において、前記プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モードでは充電しないことを特徴とする。

第５の手段は、第２又は第３の手段において、ＡＣ電源ＯＦＦ時のＡＣ：０Ｗ省エネモード時に、電池残量１０％以下になったら通信をＯＦＦし、シャットダウン処理実行し、シャットダウンの準備が整ったら前記コントローラ回路の電源をＯＦＦすることを特徴とする。

第６の手段は、第２又は第３の手段において、ＡＣ電源ＯＮ時のＡＣ：０Ｗ省エネモード時において電池残量１０％以下になったら、省エネモードのまま電池の充電を開始することを特徴とする。

第７の手段は、商用電源から直接給電される主電源と、前記主電源から充電される二次電池を有する補助電源と、画像形成手段とを備え、コントローラ回路によって各種モードに応じて各部の制御を実行する画像形成装置の給電制御方法において、コントローラオプションあるいは操作パネルオプションが何もついていない状態で、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかの状態のときにＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、前記コントローラ回路のＤＲＡＭ部、ＤＲＡＭコントローラ部、パワーマネージメント部、ネットワークＩ／Ｆ部、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部、及びオプションＦＣＵ部のうちの備えられているものの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段において、コントローラオプション又は操作パネルオプションの１つが付設されているとき、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかのモード実行時にＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、コントローラ全体及び接続されている前記オプションの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、主電源はＰＳＵ１０４に、補助電源は電池と充電制御部１０５に、画像形成手段はプリンタＰＴＲに、コントローラ回路はコントローラ１１１に、画像形成装置は符号ＰＲに、充電スタンバイモードはＭ５に、スタンバイモードはＭ７に、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モードはＭ８に、充電省エネモードはＭ６に、コントローラは符号１１１，２０に、それぞれ対応し、給電制御はコントローラ１１１と充電制御部１０５、あるいはコントローラ管理部３２によって実行される。

本発明によれば、前記商用電源からの給電が切断されたとき、前記二次電池の残量が一定量以上の場合には補助電源に切り替えるので、省エネルギモード時における立ち上げをより迅速に行うことができる。

図１は、本実施形態に係る画像形成システムのシステム構成を示す図である。同図において、本実施形態に係る画像形成システムは、ネットワークＮＴを介してホストＰＣと画像形成装置ＰＲが接続されたシステムである。画像形成装置は、カラープリンタＰＴＲに対してスキャナＳＣＲ、自動原稿供給装置ＡＤＦ、及びソータ１１を備えており、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称す）等のホストＰＣから、ネットワークＮＴを通じて、画像情報である印刷データが与えられると、その印刷データをプリントアウト（画像出力）する。この画像形成装置ＰＲは、複合機能があるデジタルカラー複写機であり、前述のようにプリンタとして機能するだけでなく、自身で原稿のコピーを生成することもできる。また、画像形成装置ＰＲには、画像形成装置ＰＲに対して脱着可能な補助電池装置５０と、補助電池装置５０に対して脱着可能な二次電池５２が搭載されている。なお、画像形成装置ＰＲの前面側の上部には操作パネルＯＰＢが設けられている。

図２は図１におけるプリンタＰＴＲの概略構成を示す図である。プリンタＰＴＲは電子写真方式のレーザ走査型のカラープリンタであり、作像装置、給紙装置（バンク）、両面給紙装置、及び後処理装置（ソータ）１１によって構成されている。作像装置は、感光体１、メインチャージャ２、レーザ走査器３、現像装置４、転写ベルト６、転写分離チャージャ８、搬送ベルト９及び定着器１０から主に構成されている。

レーザ走査器３には、Ｂｋ（黒），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色の成分に分解された画像データが、各色単位で与えられる。各色単位が１画像形成単位である。単色記録のときには、上記４色のうちの一色の画像データがレーザ走査器３に与えられる。感光体１は定速度で回転駆動され、メインチャージャ２にて荷電された電位はクエンチングランプＱＬで適正電位に調整される。そして帯電面に、レーザ走査器３が画像データで変調したレーザを走査投射する。これにより、画像データに対応する静電潜像が感光体１に形成される。この静電潜像が、回転位置決め方式の現像装置４の画像形成指定色（例えばＢｋ）に対応する色の現像トナーを有する現像器（Ｂｋ）にて現像されて顕像すなわちトナー像となる。トナー像は、転写チャージャ５によって転写ベルト６に転写され、転写分離チャージャ８によってレジストローラ７で送り込まれる転写紙に転写される。トナー像が転写された転写紙は搬送ベルト９によって定着器１０に送り込まれる。

定着器１０は加熱及び加圧により転写紙上のトナー像を転写紙に固定する。定着を終えた転写紙は、ソータ１１に排出される。トナー像の転写を終えた感光休面はクリーニング装置１２でクリーニングされる。転写ベルト６の転写を終えた面はクリーニングブレード１３で拭われる。感光体１を臨む所定の位置にはＰセンサと呼ばれる感光体１面上のトナー濃度を検出する反射型の光センサ１４が配置され、転写ベルト６の基準位置を示すマークを検出する反射型の光センサ１５が転写ベルト６の内側に設けられている。また、定着ローラ１０のローラに対向する位置には定着ローラの温度を検出する温度センサ１６が設けられている。

２色以上のカラー重ね記録（最も代表的なものはフルカラー記録）のときには、前述の感光体１上へのトナー像の形成と転写ベルト６への転写が、各色分繰り返されて転写ベルト６上において各色トナー像が重畳され、所要色分の重ね転写を終えてから、一度に転写紙に転写される。

図３は図１に示した画像形成装置ＰＲの給電部のシステム構成を示すブロック図である。同図において、画像形成装置ＰＲに給電する場合、図示しないコンセントに接続されたプラグ１００から主電源スイッチ１０１、ＡＣ ＯＮ／ＯＦＦセンサ１０２、ＡＣカット装置１０３を経て本体及び主要回路への給電装置（ＰＳＵ）１０４にＡＣ電源を供給し、ＰＳＵ１０４でＡＣをＤＣに変換し、画像形成装置ＰＲの各部にＤＣ電源を供給する。

一方、ＰＳＵ１０４は１つのモジュールとなっている二次電池とその充電制御部１０５（以下、単に二次電池と称する）に接続されている。二次電池１０５は電源セレクタ１０６を介して画像形成装置ＰＲの制御回路のコントローラ１１１に接続されている。電源セレクタ１０６はコントローラ１１１に電源供給を行う場合に、二次電池１０５のＤＣ放電あるいはメインＰＳＵ１０４からのＤＣ電源のいずれかを選択する。

コントローラ１１１は、マイコン１１１ａ及び通信インターフェース制御部１１１ｂを備え、マイコン１１１ａによって画像形成装置ＰＲの主要部の制御を実行するとともに、通信インターフェース制御部１１１ｂによってネットワーク、ＵＳＢ、電話回線、無線ＬＡＮ等を介して外部機器との通信制御を実行する。

前記ＡＣ ＯＮ／ＯＦＦセンサはＡＣ ＯＮ／ＯＦＦ状態信号をコントローラ１１１に入力する。一方、コントローラ１１１からは、ＡＣカット装置１０３にＡＣカットする／しない制御信号が、二次電源１０５には電池充電する／しない制御信号が、それぞれ入力される。また、コントローラ１１１は電源セレクタ１０６に電源セレクト信号を出力する。

電源セレクタ１０６はコントローラ１１１からの電源セレクト信号により、ＰＳＵ１０４から給電／二次電池から給電／ＯＦＦのいずれかを選択する。

図４は図２のシステム構成におけるシステム状態の遷移図である。

図４の状態遷移図では、白抜きがＯＦＦを、網点が省エネモード（電池給電）を、ハッチングがＡＣ電源供給をそれぞれ示す。図５の状態では、
１）ＳＨＵＴＤＯＷＮモード（Ｍ１）
２）電池残量確保モード（Ｍ２）
３）電池交換モード（Ｍ３）
４）ＳＨＵＴＤＯＷＮ準備モード（Ｍ４）
５）充電スタンバイモード（Ｍ５）
６）充電省エネモード（Ｍ６）
７）スタンバイモード（Ｍ７）
８）動作モード（Ｍ８）
９）省エネモード（Ｍ９）
の１０のモードが設定される。各モード時の各部の状態は以下の通りである。
１）ＳＨＵＴＤＯＷＮモード Ｍ１
ＡＣ電源 ＝ ＯＦＦ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ しない
コントローラ電源 ＝ ＯＦＦ
電池残量 ＝ ０〜１００％
通信 ＝ ＯＦＦ
操作パネルからの操作 ＝ 不可
２）電池残量確保モード Ｍ２
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ する
コントローラ電源 ＝ ＰＳＵ
電池残量 ＝ ０〜１００％
通信 ＝ ＯＦＦ
操作パネルからの操作 ＝ 不可
３）電池交換モード Ｍ３
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ しない
コントローラ電源 ＝ ＰＳＵ
電池残量 ＝ ０％
通信 ＝ ＯＦＦ
操作パネルからの操作 ＝ 不可
４）ＳＨＵＴＤＯＷＮ準備モード Ｍ４
ＡＣ電源 ＝ ＯＦＦ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ しない
コントローラ電源 ＝ 電池
電池残量 ＝ １〜９５％
通信 ＝ ＯＦＦ
操作パネルからの操作 ＝ 不可
５）充電スタンバイモード Ｍ５
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ する
コントローラ電源 ＝ ＰＳＵ
電池残量 ＝ ５〜９４％
通信 ＝ ＯＮ
操作パネルからの操作 ＝ 可能
６）充電省エネモード Ｍ６
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ する
コントローラ電源 ＝ ＰＳＵ
電池残量 ＝ １０〜９４％
通信 ＝ ＯＮ
操作パネルからの操作 ＝ サブ電源キーのみ可能
７）スタンバイモード Ｍ７
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ しない
コントローラ電源 ＝ ＰＳＵ
電池残量 ＝ １１〜９５％
通信 ＝ ＯＮ
操作パネルからの操作 ＝ 可能
８）プロッタ、スキャン、ＨＤＤ動作モード Ｍ８
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ しない
充電 ＝ しない
コントローラ電源 ＝ ＰＳＵ
電池残量 ＝ ５〜９５％
通信 ＝ ＯＮ
操作パネルからの操作 ＝ 可能
９）ＡＣ・０Ｗ 電池駆動省エネモード Ｍ９
ＡＣ電源 ＝ ＯＮ ｏｒ ＯＦＦ
ＡＣ ＣＵＴ ＝ する
充電 ＝ しない
コントローラ電源 ＝ 電池
電池残量 ＝ １１〜９５％
通信 ＝ ＯＮ
操作パネルからの操作 ＝ サブ電源キーのみ可能
前記各モードは以下のように遷移する。
・ＳＨＵＴＤＯＷＭモードＭ１でＡＣ ＯＮしたら（Ｃ１）、電池残量確保モードＭ２に移行する。
・電池残量確保モードＭ２で電池残量が５％未満の場合（Ｃ２）、強制的に充電する。
・電池残量確保モードＭ２で電池残量が５％以上の場合、コントローラ電源をＯＮし（Ｃ３）、充電スタンバイモードＭ５に移行する。

・電池残量確保モードＭ２で電池不良なら（Ｃ４）、電池交換モードＭ３に移行する。
・充電スタンバイモードＭ５で電池残量が９５％以上になったら（Ｃ５）、スタンバイモードＭ７に移行する。
・充電スタンバイモードＭ５で電池不良なら（Ｃ６）、電池交換モードＭ３に移行する。
・スタンバイモードＭ７で動作開始要求がきたら（Ｃ７）、動作モードＭ８に移行する。
・スタンバイモードＭ７で電池残量が１０％以下になったら（Ｃ８）、充電スタンバイモードＭ５に移行する。
・動作モードＭ８で動作が停止したら（Ｃ９）、スタンバイモードＭ７に移行する。
・スタンバイモードＭ７で規定時間が経過したら（Ｃ１０）、省エネモードＭ９に移行する。
・スタンバイモードＭ７又は充電スタンバイモードＭ５でキー操作したら（Ｃ１１）、ＳＨＵＴＤＯＷＮ準備モードＭ４に移行する。
・充電スタンバイモードＭ５で動作開始要求がきたら（Ｃ１２）、動作モードＭ８に移行する。
・充電スタンバイモードＭ５で規定時間が経過したら（Ｃ１３）、充電省エネモードＭ６に移行する。
・充電省エネモードＭ６で動作開始要求がきたら（Ｃ１４）、動作モードＭ８に移行する。
・充電省エネモードＭ６で電池残量が９５％以上になったら（Ｃ１５）、省エネモードＭ９に移行する。
・省エネモードＭ９で動作開始要求がきたら（Ｃ１６）、動作モードＭ８に移行する。
・省エネモードＭ９で電池残量が１０％以下になったら（Ｃ１７）、充電省エネモードＭ６に移行する。
・充電省エネモードＭ６で電池不良なら（Ｃ１８）、電池交換モードＭ３に移行する。
・電池交換モードＭ３で電池交換したら（Ｃ１９）、電池残量確保モードＭ２に移行する。
・電池残量確保モードＭ２又は電池残量確保モードＭ２でＡＣ電源がＯＦＦしたら（Ｃ２０）、ＳＨＵＴＤＯＷＮモードＭ１に移行する。
・省エネモードＭ９で電池残量が１０％以下かつＡＣ電源がＯＦＦしたら（Ｃ２１）、ＳＨＵＴＤＯＷＭ準備モードＭ４に移行する。
・充電スタンバイモードＭ５、スタンバイモードＭ７、動作モードＭ８あるいは充電省エネモードＭ６でＡＣ電源がＯＦＦしたら（Ｃ２２）、ＡＣ０Ｗ省エネモードＭ９に移行する。

・ＳＨＵＴＤＯＷＮモードＭ４でＳＨＵＴＤＯＷＮ準備できたらコントローラ電源をＯＦＦし（Ｃ２３）、ＳＨＵＴＤＯＷＮモードＭ１に移行する。

このようにモードを設定し、二次電池１０５からの給電とＰＳＵ１０４からの給電を設定すると、電池残量確保モードＭ２、充電スタンバイモードＭ５、及び充電省エネモードＭ６の３つのモードでは、二次電池１０５に対して充電を行う。

本実施形態では、シャットダウンＭ１状態からＡＣ電源ＯＮになったとき（Ｃ１）、電池残量確保モードＭ２に移行し、電池残量が５％未満なら５％になるまで充電し、充電完了するまでは通信はＯＦＦされ、操作パネルＯＰＢからの操作もできなくする。ここで５％としているのは、シャットダウン処理には電池の最大貯蓄可能電力の３％を使用すると仮定しているからである。シャットダウン処理に必要な電力が変化すれば前記残量は前記必要な電力に応じて変化する。このように処理することにより、シャットダウンに必要な電力を確保することが可能となる。

また、充電省エネモードＭ６でかつ電池残量９５％以上のとき、電源を二次電池１０５に切り替え、電池の充電を止め、ＡＣ入力をカットし、ＡＣ：０Ｗ省エネモードＭ９に移行する。このＡＣ：０Ｗ省エネモードでは、電池残量が１０％になるまで、電池の電力を使い続ける（Ｃ２１）。これにより、ＡＣ：０Ｗが実現できる。また、ＡＣ／ＤＣコンバータのロスをなくすこと、及び、二次電池１０５の充放電サイクルをなるべく長くし、電池の寿命を延ばすことができる。

また、ＡＣ電源ＯＮ時でかつＡＣ：０Ｗ省エネモードでかつ電池残量１０％以下のとき、エンジンの省エネモードは維持したままコントローラ電源をＰＳＵに切り替え、電池を充電する。すなわち、ＡＣ：０Ｗ省エネモードＭ９から充電省エネモードＭ６に移行する。これにより、二次電池の電池切れを防止することができる。

なお、図４から分かるように二次電池１０５の電力はＳＨＵＴ ＤＯＷＮ準備モードＭ４とＡＣ：０Ｗ省エネモードＭ９の場合のみ使用する。これにより二次電池を長持ちさせることができる。

また、二次電池のメモリ効果を避けるため、電池を充電しながら電池の電力を使用することはしない。充電するときは満杯近くなるまでずっと充電し、使うときは電力がなくなる直前まで使い続ける。これにより、電池の充放電サイクルをなるべく長くし、電池の寿命を延ばすことができる。

図５は本実施形態に係る画像形成装置ＰＲの４つのモードを示す説明図である。この４つのモードとは、コントローラオフモードＱ１、エンジンオフモードＱ２、静音立ち上げモードＱ３及びスタンバイモード又は動作モードＱ４である。

コントローラオフモードＱ１は、コントローラオプションや操作パネルオプションがない場合に遷移できるもので、
１）コントローラのメモリ（ただし、セルフリフレッシュ状態）
２）コントローラのメモリコントローラ
３）オプションＦＣＵ
４）パワーマネージメント
５）ネットワークインターフェース
６）ＵＳＢインターフェース
の機能が使用できる状態となっている。これらの各部は通常動作及び省エネ状態であっても常にＯＮとなっている。

エンジンオフオプションＱ２はコントローラオプション又は操作パネルオプションがある場合に遷移できるもので、
１）コントローラのメモリ（通常状態）
２）コントローラオプション（無線ＬＡＮ、フォーマット変換アクセラレータ、連結インターフェース（ＩＥＥＥ１３９４）、操作パネルオプション）
の機能が仕様できる状態となっている。

静音立ち上げモードＱ３では、ＨＤＤアクセスのみが使用できる。

スタンバイモード又は動作モードＱ４では、
１）定着ヒータ動作
２）印字動作
３）スキャナ動作
４）フィニッシャ動作
５）操作パネル表示、操作可能
の各機能が使用できる状態となっている。前記各機能が使用可能なので、このモードＱ４では画像形成動作が実行できることになる。

このうち省エネモードはコントローラオフモードＱ１、エンジンオフモードＱ２、静音立ち上げモードＱ３の３つのモードであり、大きな円から内側の小さな円の方向が省エネモードが進む方向で、内側の小円のモードほど省エネの度合いが大きいことを意味している。

図６は図３に示した給電部の他の例を示すブロック図である。同図において本システムはコントローラ２０にプリンタＰＴＲが接続され、プリンタＰＴＲには、ＤＣ電源インターフェース３４を介してコントローラ２０側からＤＣ電源が供給される。

プリンタコントローラ２０には、カラープリンタＰＴＲ、オペレータに対する表示とオペレータからの機能設定入力制御を行う操作部４４、自動原稿供給装置ＡＤＦ及びホストＰＣａが接続されたネットワークＩ／Ｆ３１が接続されている。
なお、図６においては、図１及び図２に示すプリンタＰＴＲの画像形成プロセスの進行のために給電が必要な要素を一括してエンジン負荷４３として示した。

プリンタコントローラ２０は、メインプロセッサであるＣＰＵ２１、システムバス制御及び画像処理等を行うＡＳＩＣ（Application Specific IC）２２、ＣＰＵ２１の制御プログラムが格納されているＲＯＭ２３、ホストＰＣａからの受信データをネットワークＩ／Ｆ３１を介して一時格納及び受信データに基づいて形成された画像イメージデータの格納が可能なＲＡＭ（画像メモリ）２４、ＦＯＮＴＲＯＭ２５、イベント間隔を制御するタイマ２６、時刻を計測するＲＴＣ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）２７、エンジン負荷部４３との通信及び画像データの送信を行うエンジンＩ／Ｆ２８、操作部をコントロール／通信する操作部Ｉ／Ｆ２９、ホストと通信が可能なネットワークＩ／Ｆ３１、及び、コントローラ及び電源部の電源制御を行うコントローラ電源管理部３２から構成されている。さらに、パワーマネージメント部（主電源供給／遮断回路４１、コントローラ電源供給／遮断回路４２）、ネットワークＩ／Ｆ部３１、図示していないが、ＤＲＡＭ部、ＤＲＡＭコントローラ部、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部、及びオプションＦＣＵ部なども設けられている。

また、補助電源装置５０がプリンタＰＴＲのコントローラ電源供給／遮断回路４２を介して接続されている。補助電源装置５０には、二次電池４２、この二次電池４２に対して充電するための充電器５３、二次電池制御部５４、及びバッテリスイッチＢＡＴ−ＳＷ５１が搭載されている。

スイッチＢＡＴ−ＳＷ５１はコントローラ電源から電源供給をコントローラ電源管理部３２からのＢＡＴ−ＯＮ信号でＯＮ／ＯＦＦする。二次電池５２は補助電源装置５０に対して脱着可能であり、充電器５３によって充電される。二次電池制御５４は二次電池５２の充電や放電を制御する。また、二次電池制御部５４内には二次電池５２の放電停止電圧を検知する電圧検出部５４ａが設けられている。二次電池制御部５４はコントローラ電源管理部３２から信号であるＣＨＡＲＧＥ信号を受けて二次電池５２の充電を開始したり、二次電池５２が装着されたことを示すＢＡＴ−ＤＥＴ信号、二次電池５２が放電停止電圧に達したことを示すＢＡＴ−ＬＯＷ信号、及び二次電池５２が満充電であることを示すＢＡＴ−ＦＵＬＬ信号をコントローラ電源管理部３２に対して出力する。

プリンタコントローラ２０は、外部装置であるホストＰＣａからの画像情報である印刷データ及びプリント指示するコマンドを解析し、印刷データを出力画像データとして印刷できる状態にビットマップ展開し、印刷モードをコマンドから解析して動作を決定している。そして、前記印刷データ及びコマンドをネットワークＩ／Ｆ３１を通じて受信し、動作する。また、前記各部及び機内で保持又は生成する印刷データ、原稿読み取りデータ、これらを出力用に処理した出力画像データ、及びこれらのデータを圧縮した圧縮データを、プリンタコントーラ２０を介してホストＰＣａに転送することができる。

原稿スキャナＳＣＲは、原稿の表面に対するランプ照射の反射光をミラー及びレンズにより受光素子に集光する。受光素子としては例えばＣＣＤが使用される。ＣＣＤは、スキャナＳＣＲ内のセンサ・ボード・ユニット（以下「ＳＢＵ」と称す。）にあり、ＣＣＤで電気信号に変換された画像信号は、ＳＢＵ上でデジタル信号すなわち読取った画像データに変換された後、プリンタコントーラ２０に出力される。スキャナＳＣＲに装着された自動原稿供給装置ＡＤＦは、スキャナＳＣＲに対して原稿を給紙し、また、排紙する。

プリンタコントローラ２０には、システムバス制御、画像メモリアクセス制御及びＲＡＭ２４からの作像を行う制御等を行う画像処理ＡＳＩＣ２２が設けられている。スキャナＳＣＲの読み取り画像データは、ＡＳＩＣ２２に転送され、ＡＳＩＣ２２が、光学系及びデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化：スキャナ特性による読み取り画像データの歪）を補正し、該画像データをＲＡＭ２４に書き込む。又は、ＡＳＩＣ２２内部のプリンタ出力のための処理系で出力画像データに変換して、エンジンＩ／Ｆ２８を介してプリンタＰＴＲに与える。

コントローラ２０の一部又は全ての電源供給を切り替える際、あるいは画像形成装置が省エネルギーモードに移行する際に電源装置から補助電池装置に切り替えることもできる。図７はこの切り替え制御におけるＣＰＵの省エネルギ制御の制御手順を示すものである。すなわち、ＣＰＵ２１はメインＳＷがＯＮされて電源がＯＮされると省エネモードタイマをクリアし（ステップＳ１０１）、プリントサイクルの前準備としてウォームアップを開始し（ステップＳ１０２）、ウォームアップ完了に伴い省エネルギーモードに入るタイミングをタイマ２６が計測する省エネタイマをスタートさせる（ステップＳ１０３）。次にプリント要求が来ているかを判断し（ステップＳ１０４）、プリント要求が来ていればプリントを行い（ステップＳ１０５）、プリント終了後、省エネタイマをクリアし（ステップＳ１０６）、再度省エネタイマをスタートさせる（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０４でプリント要求が来ていない場合は省エネタイマが規定時間に達したかを判断し（Ｓ１０７）、規定時間に達していない場合は省エネタイマをカウントアップをし続ける（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０７で規定時間に達した場合は、省エネモードへの移行のためにＲＡＭ２４内の省エネ状態を示すＳＡＶＩＮＧ ＦＬＡＧをＯＮする（ステップＳ１０７ａ）と共にＰＳ２−ＯＮ信号をＯＦＦして（ステップＳ１０９）主電源４１の出力を停止する。その後、動作モードへの復帰要因となるネットワークＮＴからのプリント要求などはネットワークＩ／Ｆ３１からＩＮＴＮ信号（ステップＳ１１０）、カバー検知部３０からＩＮＴＫ信号（ステップＳ１１１）、又はＩ／Ｆ２９からＩＮＴＰ信号（ステップＳ１１２）の信号の入力を待ち続け、いずれかの入力があった場合はＰＳ２−ＯＮ信号をＯＮして（ステップＳ１１３）主電源４１を復帰させると共に、動作モードへの移行のためにＲＡＭ２４内の省エネ状態を示すＳＡＶＩＮＧ ＦＬＡＧをＯＦＦし（ステップＳ１１４）、省エネモードタイマをクリアして（ステップＳ１０１）ウォームアップ動作へと復帰する（ステップＳ１０２）。

図８はこの切り替え制御における二次電池のＯＮ／ＯＦＦ制御の制御手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２１はＯＮ／ＯＦＦチェックＢ処理が開始されると、二次電池５２が装着されていることを示すＢＡＴ−ＤＥＴ信号をチェックし（ステップＳ４０１）、ＢＡＴ−ＤＥＴ信号がＯＦＦであれば何もしないで終了する。ＢＡＴ−ＤＥＴ信号がＯＮであれば充電中を示すＣＨＡＲＧＥ信号をＯＮしているかをチェックし（ステップＳ４０２）、二次電池５２が充電中であれば何もしないで終了する。二次電池５２が充電中でなければＲＴＣ２７内の時刻情報から二次電池５２の駆動開始時間か否かをチェックし（ステップＳ４０３）、二次電池５２の駆動開始時間に達していれば、ＲＡＭ２４内の二次電池５２の駆動時間に達していることを示すＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧをＯＮする（ステップＳ４０４）。二次電池５２の駆動開始時間に達していなければ、ＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧはそのままで次ステップに進む。

次いで、ＲＴＣ２７内の時刻情報から二次電池の駆動終了時間か否かをチェックし（ステップＳ４０５）、二次電池の駆動終了時間に達していれば、ＲＡＭ２４内の二次電池５２の駆動時間に達していることを示すＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧをＯＦＦする（ステップＳ４０６）。二次電池５２の駆動終了時間に達していなければ、ＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧはそのままで次ステップに進む。そして、二次電池５２が放電停止電圧に達したかを示すＢＡＴ−ＬＯＷ信号をチェックし（ステップＳ４０７）、ＢＡＴ−ＬＯＷ信号がＯＦＦであれば、ＲＡＭ２４内の省エネ状態を示すＳＡＶＩＮＧ ＦＬＡＧがＯＮであるか否かをチェックする（ステップＳ４０８）。ＳＡＶＩＮＧ ＦＬＡＧがＯＮであれば、さらに二次電池５２の駆動時間であることを示すＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧをチェックし（ステップＳ４０９）、ＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧがＯＦＦであれば何もしないで終了する。一方、ＢＡＴ−ＴＩＭＥ ＦＬＡＧがＯＮであれば、二次電池５２への切り替えが必要と判断し二次電池５２から給電を指示するＢＡＴ−ＯＮ信号をＯＮする（ステップＳ４１０）と共にコントローラ電源４２のＯＮ／ＯＦＦ信号であるＰＳ１−ＯＮ信号をＯＦＦする（ステップＳ４１１）ことによりコントローラ電源４２をＯＦＦして二次電池駆動に切り替える。

また、ステップＳ４０７で二次電池５２が放電停止電圧に達したことを示すＢＡＴ−ＬＯＷ信号がＯＮの場合、あるいはステップＳ４０８で省エネ状態でないこと示すＳＡＶＩＮＧ ＦＬＡＧがＯＦＦの場合は、二次電池５２から給電中か否かを示すＢＡＴ−ＯＮ信号をチェックし（ステップＳ４１２）、ＢＡＴ−ＯＮ信号がＯＦＦであれば何もしないで終了する。

これに対し、ＢＡＴ−ＯＮ信号がＯＮであれば、ＰＳ１−ＯＮ信号をＯＮして（ステップＳ４１３）コントローラ電源４２を起動させ、ＢＡＴ−ＯＮ信号をＯＦＦさせて（ステップＳ４１４）二次電池５２からの給電を停止させる。

以上のように、本実施形態によれば、
１）２回目以降の省エネルギモードからの立ち上げは、常に高速で行うことが可能となる。
２）ＦＡＸ文書が消失することがなくなる。
３）ＨＤＤ保護、ＮＶＲＡＭの消失防止、コントローラオプションのインターフェースの通信の確保、操作部オプションのインターフェースの通信の確保を保証することができる。
４）プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モードでは充電しないので、電力ピークを抑えることができる。
５）電池残量１０％以下のとき、エンジンの省エネモードは維持したままコントローラ電源をＰＳＵに切り替え、電池を充電するので、電池切れを防止することができる。
６）ＡＣ電源ＯＮ時のＡＣ：０Ｗ省エネモード時において電池残量１０％以下になったら、省エネモードのまま電池の充電を開始するので、電池切れを防止することができる。
７）コントローラに対し二次電池から電力供給を行っている際に、二次電池の電圧検出部が二次電池の放電停止電圧検出をした際に、コントローラ電源を商用電源利用の電源装置へ切り替えるので、充電された二次電池容量を有効活用すると共に、安定した電源をコントローラ２０給することができる。その結果、コントローラを安定動作させることが可能となる。
等の効果を奏する。

本発明の実施形態に係る画像形成システムのシステム構成を示す図である。 図１におけるプリンタの概略構成を示す図である。 図１に示した画像形成装置の給電部を含むシステム構成を示すブロック図である。 図３のシステム構成におけるシステム状態の遷移図である。 本実施形態における画像形成装置のモードを示す説明図である。 給電部の他の例を示すブロック図である。 電源供給の切り替えにおける省エネルギ制御の制御手順を示すフローチャートである。 切り替え制御における二次電池のＯＮ／ＯＦＦ制御の制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

４０，１０４ ＰＳＵ
４１ 主電源供給／遮断回路
４２ コントローラ電源供給／遮断回路
５０ 補助電源部
５１ ＢＡＴ−ＳＷ
５２ 二次電池
５３ 充電器
５４ 二次電池制御部
５４ａ 電圧検出部
１０５ 二次電池及び充電制御部）
１０６ 電源セレクタ
１１１ コントローラ
１１１ａ マイコン
１１１ｂ 通信制御部
ＰＲ 画像形成装置
ＰＴＲ プリンタ

Claims (8)

1. 商用電源から直接給電される主電源と、前記主電源から充電される二次電池を有する補助電源と、画像形成手段とを備え、コントローラによって各種モードに応じて各部の制御を実行する画像形成装置において、
   前記商用電源からの給電が切断されたとき、前記二次電池の残量が一定量以上の場合には補助電源に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   コントローラオプションあるいは操作パネルオプションが何もついていない状態で、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかの状態のときにＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、前記コントローラのＤＲＡＭ部、ＤＲＡＭコントローラ部、パワーマネージメント部、ネットワークＩ／Ｆ部、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部、及びオプションＦＣＵ部のうち備えられているものの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   コントローラオプション又は操作パネルオプションの１つが付設されているとき、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかのモード実行時にＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、コントローラ全体、オプションＦＣＵ部、及び操作パネルオプションの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３記載の画像形成装置において、
   前記プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モードでは充電しないことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２又は３記載の画像形成装置において、
   ＡＣ電源ＯＦＦ時のＡＣ：０Ｗ省エネモード時に、電池残量１０％以下になったら通信をＯＦＦし、シャットダウン処理実行し、シャットダウンの準備が整ったら前記コントローラの電源をＯＦＦすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２又は３記載の画像形成装置において、
   ＡＣ電源ＯＮ時のＡＣ：０Ｗ省エネモード時において電池残量１０％以下になったら、省エネモードのまま電池の充電を開始することを特徴とする画像形成装置。
7. 商用電源から直接給電される主電源と、前記主電源から充電される二次電池を有する補助電源と、画像形成手段とを備え、コントローラ回路によって各種モードに応じて各部の制御を実行する画像形成装置の給電制御方法において、
   コントローラオプションあるいは操作パネルオプションが何もついていない状態で、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかの状態のときにＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、前記コントローラ回路のＤＲＡＭ部、ＤＲＡＭコントローラ部、パワーマネージメント部、ネットワークＩ／Ｆ部、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部、及びオプションＦＣＵ部のうち備えられているものの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする画像形成装置の給電制御方法。
8. 請求項７記載の画像形成装置の給電制御方法において、
   コントローラオプション又は操作パネルオプションの１つが付設されているとき、充電スタンバイモード、スタンバイモード、プロッタ・スキャン・ＨＤＤ動作モード、充電省エネモードのいずれかのモード実行時にＡＣ電源ＯＦＦを検出した場合には、コントローラ全体、及び接続されている前記オプションの電源を補助電源に切り替えることを特徴とする画像形成装置の給電制御方法。

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