JP2011043592A - 電子装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力モードにおいて消費される電力を有効利用する。
【解決手段】電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子装置および画像形成装置に関する。

従来の電子装置および画像形成装置の電源回路は、印字データの入力による割込みまたは操作キーの入力による割込みが一定時間以上発生しない場合等の装置状態で消費電力を抑制する省電力モードにおいて、スイッチング電源のスイッチング動作を停止させてバッテリ電源の電圧を出力するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような電源回路では、待機モードが解除され、スイッチング動作を再開して負荷電圧を出力するとき、その負荷電圧が変動することがあるため、その負荷電圧の変動を抑制するためのブリーダ抵抗を出力端子間に備え、省電力モードであっても所定の電力を出力するようにしている。

このブリーダ抵抗では、不要な電力消費が行われ、不要な発熱が発生するため、負荷回路へ出力する電圧の状態に応じてブリーダ抵抗の接続および切り離しの制御を行うようにしているものもある。

特開平７−２０５５２６号公報（段落「０００８」〜段落「００１４」、図１）

しかしながら、上述した従来の技術においては、ブリーダ抵抗で不要な電力消費が行われ、不要な熱が発生するため、負荷回路へ出力する電圧の状態に応じてブリーダ抵抗の接続および切り離しの制御を行ってブリーダ抵抗での消費電力を削減するようにしても、省電力モードでは所定の電力消費が必要であるため、依然としてブリーダ抵抗で不要な電力消費が行われるという問題がある。

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、省電力モードにおいて消費される電力を有効利用することを目的とする。

そのため、本発明は、操作部または上位装置からの動作指示を待機する時間が所定の時間を超えたとき、省電力モードに移行して電源部が出力する電力を所定の電力に抑制する電子装置において、前記電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給することを特徴とする。

このようにした本発明は、省電力モードにおいて消費される電力を有効利用することができるという効果が得られる。

第１の実施例における電子装置の制御系の構成を示すブロック図 第１の実施例における省電力モード時の電子装置の構成を示すブロック図 第１の実施例における電子装置の機構部の構成を示す概略側面図 第１の実施例における充放電制御部の構成を示すブロック図 第１の実施例における表示操作部と電圧出力との接続を示す説明図 第１の実施例における省電力モード検出処理を示すフローチャート 第１の実施例における省電力モード検出後処理を示すフローチャート 第２の実施例における電子装置の制御系の構成を示すブロック図 第２の実施例における電子装置の機構部の構成を示す概略側面図 第２の実施例における熱電変換モジュール部と電圧出力との接続を示す説明図 第２の実施例における熱電変換モジュール部の構成を示す説明図 第２の実施例におけるサイリスタと熱電変換モジュールとの接合例の説明図

以下、図面を参照して本発明による電子装置および画像形成装置の実施例を説明する。

図３は第１の実施例における電子装置の機構部の構成を示すブロック図である。

図３において、１００は電源を備えたコンピュータ等の電子装置であり、本実施例では、電子装置１００を電子写真方式プリンタ等の画像形成装置として説明する。

電源部１には、交流電源としてのＡＣ入力からの電力を接続／切断するＡＣスイッチ１１３および後述する定着ユニット１４等の駆動電圧を供給するためのスイッチング素子としてのゲート素子サイリスタ１１２（以下、「サイリスタ」という。）が実装されている。また、電源部１は、高電圧の電力を供給する高圧電源部１３および後述する制御部１２に接続されている。

低電圧の電力を供給する充放電制御部２は、電源部１に隣接して配置され、図示しないケーブルで接続された電源部１から電力が供給されている。

二次電池４は、例えば電圧５Ｖ、電流０．１ｍＡの電力を約１時間供給できる容量を有するリチウムイオン電池であり、充放電制御部２と図示しないケーブルで接続され、充放電制御部２の制御により電源部１から低電圧の電力が供給されて充電され、また充放電制御部２の制御により充電された電力を放電して後述する表示操作部５へ電力を供給する。

電子写真プロセス部６は、現像剤であるトナーを収容するためのトナーカートリッジ６１および現像剤を像担持体であるイメージドラムに付着させることで現像剤像を形成する現像装置であるイメージドラムユニット６２から構成されている。このイメージドラムユニット６２は、メインモータ９によって駆動される。

ＬＥＤヘッド７は、電子装置の画像形成用光源であり、イメージドラムを露光して潜像を形成する露光手段である。

転写ローラ６３は、イメージドラムに対向配置され、イメージドラムに形成された現像剤像を後述する用紙送り機構部８で搬送される用紙に転写する。

定着ユニット１４は、ヒートローラ１４１および発熱体であるハロゲンランプ１４２で構成され、転写ローラ６３で現像剤像が転写された用紙に熱と圧力で現像剤を定着させるものである。

用紙送り機構部８は、用紙カセット８９に収容された用紙を給紙するためのホッピングローラ８１、給紙された用紙を搬送するためのレジストローラ８３、そのレジストローラ８３に対向配置されたプレッシャローラ８４、レジストローラ８３を回転させるレジストモータ８２、給紙された用紙を検知するための用紙センサ８５、用紙の幅を検知するための紙幅検出センサ８６、ヒートローラ１４１に用紙を押圧するためのバックアップローラ８７、現像剤が定着された用紙を検知するための排出センサレバー８８、およびその用紙を排紙部へ送り出す排出ローラアッセンブリ８１０で構成され、用紙カセット８９に収容された用紙を搬送する用紙ルート１０を形成している。

表示操作部５は、制御部１２と図示しないケーブルで接続され、操作者の操作を受付ける操作ボタン等の入力手段および制御部１２の指示により装置の状態等を表示する液晶ディスプレイ等の表示手段を備えている。

このように電子装置１００は、電源部１、充放電制御部２、電子写真プロセス部６、ＬＥＤヘッド７、用紙送り機構部８、定着ユニット１４、表示操作部５、制御部１２等で構成され、用紙カセット８９から給紙された用紙に画像を形成する印刷動作を行う。

図１は第１の実施例における電子装置の制御系の構成を示すブロック図である。

図１において、電源部１は、スイッチング素子としてのサイリスタ１１２により制御部１２および高圧電源部１３に駆動用の電圧を供給する。また、現像剤としてのトナーを熱定着する定着ユニット１４のハロゲンランブ１４２に対しては、制御部１２のメモリに予め記憶された制御プログラムに従って、電源部１から駆動電圧が所定の電圧で供給される。

高圧電源部１３は、電子写真プロセス部６へ転写用高電圧を供給するものであり、制御部１２のメモリに予め記憶された制御プログラムに従って高圧電源部１３の回路部から電子写真プロセス部６の現像転写用のイメージドラムユニット６２へ高電圧が供給される。

充放電制御部２は、電源部１に接続され、その電源部１から表示操作部５の駆動用電圧が供給され、また二次電池４に接続され、その二次電池４へ充電用の電圧を供給するように構成されている。この充放電制御部２には、電源部１から供給される電圧および二次電池４から出力される電圧の変化を検出する電圧変化検出部２１を備えている。なお、本実施例では、電圧変化検出部２１の機能は制御部１２で実現するものとし、その電圧変化検出部２１（制御部１２）および充放電制御部２の構成は後述する。

露光用のＬＥＤヘッド７には電源部１から印刷画像に対応した駆動用電圧が供給されていて、制御部１２とは図示しないケーブルで接続されている。

用紙送り機構部８の用紙先端繰り出し用のレジストモータ８２には、制御部１２のメモリに予め記憶された用紙搬送用の制御プログラムに従って駆動電圧が電源部１から供給される。

イメージドラム回転用のメインモータ９には、制御部１２のメモリに予め記憶された制御プログラムに従って駆動電圧が電源部１から供給される。

表示操作部５は、電子装置の初期設定値等を変更するためのスイッチ等の操作部５１および電子装置の状態表示を行うためのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）から構成されており、図示しないケーブルで制御部１２と接続されている。

制御部１２は、マイクロプロセッサ等のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕ Ｕｎｉｔ）１２１、アナログ信号をデジタル信号へ変換するＡＤコンバータ１２２、計時手段としてのタイマ１２３、および記憶手段としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ１２４等で構成され、メモリ１２４に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）にしたがって電子装置１００全体の動作を制御する。また、制御部１２は、セントロニクスインターフェース、ＵＳＢインターフェース、ＬＡＮインターフェース等の通信回線で上位装置と通信可能に接続され、その上位装置との間の通信制御を行う通信手段を備えている。

図４は第１の実施例における充放電制御部の構成を示すブロック図である。

図４において、充放電制御部２は、制御部１２の出力端子Ｐ１から出力される制御信号ＥＮに従って充電用の電圧を二次電池４に印加する充電制御ＩＣ２０１、制御部１２の出力端子Ｐ２から出力される制御信号に従って二次電池４からの出力を切替えるためのスイッチ用トランジスタＴＲ２０１、そのトランジスタＴＲ２０１に接続されたバイアス用抵抗Ｒ２０１および抵抗Ｒ２０２、電源部１からのＤＣ電圧出力２０２の逆流防止用ダイオードＤ２０１および二次電池４からの電圧出力の逆流防止用ダイオードＤ２０２、電源部１から供給される電流を整流するためのコンデンサＣ２０１から構成されている。

また、電源部１の出力電圧信号が入力される入力端子ＡＤ２および二次電池４の電圧信号が入力される入力端子ＡＤ１を監視し、状況に応じた制御を行うための電圧変化検出部としての制御部１２は、電圧変化検出手段および制御手段としてのＣＰＵ１２１、記憶手段としてのメモリ１２４、および入力端子ＡＤ１、ＡＤ２に入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ１２２を内蔵している。

制御部１２のＣＰＵ１２１は、入力端子ＡＤ２に入力された電源部１の出力電圧信号の電圧変化をＡＤコンバータ１２２でデジタル信号に変換して検出し（電圧検出手段）、検出した電圧変化の値に基づいて、二次電池４の充電または放電を切替える制御信号を出力端子Ｐ２から充放電制御部２のスイッチ用トランジスタＴＲ２０１へ出力する（制御手段）。

また、制御部１２は、図１における操作部５１または上位装置に接続された通信回線から入力端子Ｐ３に入力される入力信号がタイマ１２３により所定時間内に発生しないこと、すなわち所定の時間を超えて操作者の操作または上位装置からの動作指示がないことを検知すると、装置内に流れる電流を抑制する省電力モードへ移行し、二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えて充電が完了していることを検知すると二次電池４へ放電を指示する制御信号を出力端子Ｐ２から出力し、二次電池４から電流を放電して表示操作部５を駆動する電力をＤＣ電圧出力２０１から供給する構成になっている。

なお、省電力モードへ移行すると図２における破線の矢印で示される電源部１から高圧電源部１３および定着ユニット１４への電力の供給を停止し、充放電制御部２への電力供給のみが行われる。

次に、図５の第１の実施例における表示操作部と電圧出力との接続を示す説明図に基づいて表示操作部を説明する。

図５において、表示操作部の表示手段としてのＬＣＤモジュール５２は、図４における充放電制御部２のＤＣ電圧出力２０１および０Ｖが接続されて充電制御部２から駆動のための電力が供給され、また図示しない制御部１２との間で図示しないケーブルを介してＤＡＴＡ信号および制御信号が入力されるように接続されている。

このように構成されたＬＣＤモジュール５２は、制御部１２の制御により装置の状態等を示す文言等を表示することができるようになっている。

なお、表示操作部にはＬＣＤモジュール５２の他に、図示しない複数の操作ボタン等が配置されており、操作者による操作により電子装置の動作の制御や動作設定の変更が可能となるインターフェースとしての機能を有している。

上述した構成の作用について説明する。

まず、図３に基づいて電子装置１００の動作を説明する。

電子装置１００の電源部１のＡＣスイッチ１１３をオンすると、電源部１に交流電圧が印加されて制御部１２が動作を開始する。制御部１２が動作を開始すると、制御部１２は初期化処理（イニシャル動作）を行う。

制御部１２のイニシャル動作が完了すると、電源部１から電子写真プロセス部６、定着ユニット１４、およびメインモータ９に駆動電圧が供給され、制御部１２は機構部の初期化動作を行う。

制御部１２の初期化処理および機構部の初期化動作、すなわち電子装置１００全体の初期化処理が完了すると、電子装置１００は印刷動作が可能になり印刷待機状態となる。この状態で制御部１２に接続されているＬＡＮインターフェース、ＵＳＢインターフェースなどの通信回線から印刷起動の命令が送信されると、電子装置は受信した命令にしたがって印刷動作を開始する。

本発明による電子装置１００は、電子装置１００のＡＣスイッチ１１３がオンされた以降の印刷動作中および印刷命令待機中のすべての状態について、電源部１のＤＣ電圧出力を監視し、そのＤＣ電圧出力の変化に基づいて二次電池４の充電または放電を切替えるものである。

次に、図４に基づいて充放電制御部２の動作について説明する。

電子装置１００の上部に取り付けられた二次電池４に対する充電動作は次のとおり行われる。

ＡＣスイッチのオン後、電源部１のＤＣ電圧出力２０２が出力されると、制御部１２は、入力端子ＡＤ２に入力された電源部１のＤＣ電圧出力２０２を、ＡＤコンバータ１２２を介して常時監視する。そして、制御部１２は、電源部１のＤＣ電圧出力２０２を検知すると充電制御ＩＣ２０１の二次電池４への充電動作を可能とするイネーブル端子ＥＮをＨ（ハイ）レベル状態にして、充電動作を指示する。

充電制御ＩＣ２０１が動作を開始すると充電制御ＩＣ２０１に接続された二次電池４に充電電流が流れて充電が始まる。

この充電動作は、充電制御ＩＣ２０１により制御され、接続された二次電池４に電流を流して所定の時間後（約１時間）、二次電池４の出力電圧が上昇することを確認する起動モード、所定の定電流値で所定の時間後（約１．５時間）、二次電池４の出力電圧が所定値（約４．２Ｖ）になるまで電流を流し続ける定電流モード、二次電池４の出力電圧が所定値（約４．２Ｖ）になったら所定の電圧で、規定時間内（１．５時間）で電流値が規定値以下に減少するまで定電圧で充電を行う定電圧モードを経て、充電を完了とするものである。

制御部１２は、前述の起動モード、定電流モード、定電圧モードを遷移して充電された二次電池４から入力端子ＡＤ１に入力される二次電池４の出力電圧をセンスして、所定の電圧であれば、充電完了であると判定する。

制御部１２は、二次電池４の充電が完了したと判定し、かつ電子装置１００が省電力モードであると判定すると、充電制御ＩＣ２０１のイネーブル端子ＥＮをＬ（ロー）レベルにし、次に出力端子Ｐ２をＬ（ロー）レベルにしてトランジスタＴＲ２０１をオン状態にする。

トランジスタＴＲ２０１がオン状態になると二次電池４からの電流がトランジスタＴＲ２０１および逆流防止用ダイオードＤ２０２を通じてＤＣ電圧出力２０１として表示操作部に供給される。

なお、制御部１２は、省電力モードと判定しても、二次電池４が充電完了していないと判定する場合は、充電制御部２を活動状態のままとして充電を継続し、出力端子Ｐ２をＨ（ハイ）レベルのままとしてトランジスタＴＲ２０１のオフ状態を継続し、電源部１のＤＣ電圧出力２０２を、逆流防止ダイオードＤ２０１を通じてＤＣ電圧出力２０１として表示操作部に供給を続ける。

このようにして、省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を表示操作部の駆動電力として利用する。

次に、本発明が適用される電子装置１００の制御部１２には、表示操作部５とのインターフェース、および外部装置とのデータ通信用インターフェースとしてのセントロニクスインターフェース、ＵＳＢインターフェース、ＬＡＮインターフェースが設けられており、その制御部１２は、各インターフェースを監視し、所定の時間を経過しても操作者の操作を検知しない場合や外部装置から印刷起動されない場合、具体的には電子装置に各インターフェースを介してデータが送られず、所定の時間を超えて待機伏態を継続している場合、省電力モードに移行する。

その省電カモード検出処理を図６の第１の実施例における省電力モード検出処理を示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１を参照しながら説明する。

Ｓ１ａ：まず、制御部１２のＣＰＵ１２１は、タイマ１２３のカウンタを“０”に初期化し、経過時間の計測を開始する。

Ｓ２ａ：制御部１２のＣＰＵ１２１は、操作部５１の操作ボタン押下の受付信号または通信回線からの印刷指示信号の受信を監視し、いずれかの信号を受信したことを検知すると、処理をＳ３ａへ移行し、どちらの信号も受信していない場合は処理をＳ５ａへ移行する。

Ｓ３ａ：操作部５１の操作ボタン押下の受付信号または通信回線からの印刷指示信号の受信を検知すると制御部１２のＣＰＵ１２１は、通常モードへ遷移し、その旨をメモリ１２４に記憶する。

Ｓ４ａ：制御部１２のＣＰＵ１２１は、タイマ１２３のカウンタを“０”に初期化し、経過時間の計測を再開始し、処理をＳ２ａへ移行する。

Ｓ５ａ：一方、Ｓ２ａにおいて、操作部５１の操作ボタン押下の受付信号および通信回線からの印刷指示信号の受信のどちらも検知していない場合、制御部１２のＣＰＵ１２１は、計時されたタイマ値をタイマ１２３から読み出す。このタイマ１２３から読み出したタイマ値は、最後の操作ボタンの押下または最後の印刷指示を受信してからの経過時間を示している。なお、このタイマ値は、最後の印刷動作が終了してからの経過時間を示すようにしてもよい。

制御部１２のＣＰＵ１２１は、読み出したタイマ値と予めメモリ１２４に記憶された閾値を比較し、読み出したタイマ値がその閾値を超えているか否かを判定し、超えていると判定すると処理をＳ６ａへ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ２ａへ移行して操作部５１の操作ボタン押下の受付信号または通信回線からの印刷指示信号の受信の監視を継続する。

Ｓ６ａ：読み出したタイマ値が閾値を超えていると判定すると制御部１２のＣＰＵ１２１は、省電力モードへ遷移し、その旨をメモリ１２４に記憶して処理をＳ２ａへ移行する。

このようにして、制御部１２のＣＰＵ１２１は、所定の時間を超えて操作者の操作または上位装置からの印刷指示がないことを検知すると、装置内に流れる電流を抑制する省電力モードへ移行する。

次に、制御部１２が省電力モードへ移行した後の処理を図７の第１の実施例における省電力モード検出後処理を示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図４を参照しながら説明する。

Ｓ１ｂ：制御部１２のＣＰＵ１２１は、充電制御部２の充電制御ＩＣ２０１の制御により出力されて入力端子ＡＤ１に入力される二次電池４の出力電圧と予めメモリ１２４に記憶された閾値とを比較し、二次電池４の出力電圧がその閾値を超えている、すなわち二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えて充電が完了していると判定すると処理をＳ２ｂへ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ４ｂへ移行する。

Ｓ２ｂ：二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えていると判定した制御部１２のＣＰＵ１２１は、出力端子（出力ポート）Ｐ１をＬ（ロー）レベルとし、充電制御ＩＣ２０１のイネーブル端子ＥＮをＬ（ロー）レベルにして充電動作を停止する。

Ｓ３ｂ：次に、制御部１２のＣＰＵ１２１は、出力端子Ｐ２をＬ（ロー）レベルにしてトランジスタＴＲ２０１をオン状態にして処理を終了する。

トランジスタＴＲ２０１がオン状態になると二次電池４からの電流がトランジスタＴＲ２０１および逆流防止用ダイオードＤ２０２を通じてＤＣ電圧出力２０１として表示操作部に供給される。

Ｓ４ｂ：一方、Ｓ１ｂにおいて、二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えていないと判定した制御部１２のＣＰＵ１２１は、出力端子Ｐ１をＨ（ハイ）レベルとし、充電制御ＩＣ２０１のイネーブル端子ＥＮをＨ（ハイ）レベルにして充電動作を開始または継続する。

Ｓ５ｂ：次に、制御部１２のＣＰＵ１２１は、出力端子Ｐ２をＨ（ハイ）レベルにしてトランジスタＴＲ２０１をオフ状態にして処理を終了する。

トランジスタＴＲ２０１をオフ状態すると電源部１のＤＣ電圧出力２０２が逆流防止ダイオードＤ２０１を通じてＤＣ電圧出力２０１として表示操作部に供給される。

したがって、省電力モードであっても二次電池４の出力電圧が所定の電圧未満の場合、二次電池４への充電動作を開始または継続するとともに電源部１のＤＣ電圧出力２０２を電圧出力２０１として表示操作部に供給する。

このようにして省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を表示操作部の駆動電力として利用し、装置の状態や操作者の操作を受付けるための誘導文言等を表示手段に表示し、また操作ボタンで操作者の操作を受付けるための電力として使用する。例えば、二次電池をリチウムイオン電池とした場合、電圧５Ｖ、電流０．１ｍＡの電力消費で約１時間表示操作部に電力を供給することができるようになり、電力を有効利用することができるようになる。

なお、本実施例では、二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えていると判定した場合、充電動作を停止するようにしたため電源部１からの電圧供給を受けなくなってしまうが、充電された二次電池４から表示操作部に電圧出力することにより短時間で二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を下回ることになり、二次電池４の充電が開始され、電源部１からの電圧供給を受けるようになる。

また、このような場合、表示操作部へＬＣＤモジュールのバックライト等の電力を供給するようにして常時、電源部１からの電圧供給を受けるようにしてもよい。

以上説明したように、第１の実施例では、電子装置の電源部の出力に接続されるブリーダ抵抗に替えて二次電池および充放電制御部を設け、省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を表示操作部の駆動電力として利用するようにしたことにより、省電力モード時に消費する電力を有効利用することができるという効果が得られる。

第２の実施例の構成は、充放電制御部の電圧出力が熱電変換モジュールに接続されていることが、表示操作部に接続されている第１の実施例の構成と異なる。

その第２の実施例の構成を図８の第２の実施例における電子装置の制御系の構成を示すブロック図、図９の第２の実施例における電子装置の機構部の構成を示すブロック図に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図９において、吸熱面および放熱面を有するペルチェ素子を用いる熱電変換モジュール部１５は、定着ユニット１４等の駆動電圧を供給するための電源部１のスイッチング素子としての図示しないサイリスタに接合されるように配置され、吸熱面からサイリスタが発生する熱を吸熱し、その熱を放熱面から放熱する。なお、熱電変換モジュール部１５の構成は後述する。

図８において、充放電制御部２は、電源部１に接続され、その電源部１から熱電変換モジュール部１５の駆動用電圧が供給され、また二次電池４に接続され、その二次電池４へ充電用の電圧を供給するように構成されている。この充放電制御部２には、電源部１から供給される電圧および二次電池４から出力される電圧の変化を検出する電圧変化検出部２１を備えている。なお、本実施例でも、電圧変化検出部２１の機能は制御部１２で実現するものとする。

図１０は第２の実施例における熱電変換モジュール部と電圧出力との接続を示す説明図、図１１は第２の実施例における熱電変換モジュール部の構成を示す説明図である。

図１０において、熱電変換モジュール部１５は、図４における充放電制御部２のＤＣ電圧出力２０１および０Ｖが接続されて充電制御部２から駆動のための電力が供給されるように接続されている。

図１１において、熱電変換モジュール部１５は、ペルチェ効果を用いたペルチェ素子であり、印加した電力に応じて、冷却効果が得られるものである。

この熱電変換モジュール部１５は、Ｐ型の熱電半導体とＮ型の熱電半導体を銅電極で接合し、Ｎ型の方から直流電流を流すと、図１１における上側の接合面である吸熱面１５ａから下側の接合面である放熱面１５ｂへ熱を運ぶことができる。この時に下側の電極（放熱面１５ｂ）から十分な放熱を行うと、吸熱作用を連続して得ることができる。逆にＰ型の方から直流電流を流すと図１１における下側の接合面である吸熱面１５ｂから上側の接合面である放熱面１５ａへ熱を運ぶことができる。また、流す電流の大きさを変えることで吸熱量を変えることもできるものである。

図１２は第２の実施例におけるサイリスタと熱電変換モジュールとの接合例の説明図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は側面図である。

本実施例では、図１２に示すように熱電変換モジュール部１５の吸熱面（図１１における吸熱面１５ａ）を、電源部１の内部に設けられている定着ユニット１４のハロゲンランプ１４２に駆動用電力を供給するためのサイリスタ１１２に、接合するように配置して、サイリスタ１１２が発生する熱を吸熱面１５ａから吸熱し、吸熱した熱を放熱面１５ｂから放熱するようにしてサイリスタ１１２の冷却に用いる。

また、熱電変換モジュール部１５は、例えば外形４ｃｍ×４ｃｍ、入力電圧１２Ｖ、入力電流６Ａで最大吸熱量５７Ｗのペルチェ素子を一または複数用いるものとし、サイリスタ１１２を約２〜３℃冷却するものとする。

充放電制御部２の構成は、図４に示す第１の実施例の構成と同様であり、制御部１２の出力端子Ｐ１から出力される制御信号ＥＮに従って充電用の電圧を二次電池４に印加する充電制御ＩＣ２０１、制御部１２の出力端子Ｐ２から出力される制御信号に従って二次電池４からの出力を切替えるためのスイッチ用トランジスタＴＲ２０１、そのトランジスタＴＲ２０１に接続されたバイアス用抵抗Ｒ２０１および抵抗Ｒ２０２、電源部１からのＤＣ電圧出力２０２の逆流防止用ダイオードＤ２０１および二次電池４からの電圧出力の逆流防止用ダイオードＤ２０２、電源部１から供給される電流を整流するためのコンデンサＣ２０１から構成されている。

また、電源部１の出力電圧信号が入力される入力端子ＡＤ２および二次電池４の電圧信号が入力される入力端子ＡＤ１を監視し、状況に応じた制御を行うための制御部１２は、電圧変化検出手段および制御手段としてのＣＰＵ１２１、記憶手段としてのメモリ１２４、および入力端子ＡＤ１、ＡＤ２に入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ１２２を内蔵している。

制御部１２のＣＰＵ１２１は、入力端子ＡＤ２に入力された電源部１の出力電圧信号の電圧変化をＡＤコンバータ１２２でデジタル信号に変換して検出し（電圧変化検出手段）、検出した電圧変化の値に基づいて、二次電池４の充電または放電を切替える制御信号を出力端子Ｐ２から充放電制御部２のスイッチ用トランジスタＴＲ２０１へ出力する（制御手段）。

また、制御部１２は、図８における操作部５１または上位装置から入力端子Ｐ３に入力される入力信号がタイマ１２３により所定時間内に発生しないこと、すなわち所定の時間を超えて操作者の操作または上位装置からの動作指示がないことを検知すると、装置内に流れる電流を抑制する省電力モードへ移行し、二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えて充電が完了していることを検知すると二次電池４へ放電を指示する制御信号を出力端子Ｐ２から出力し、二次電池４から電流を放電して熱電変換モジュール部１５を駆動する電力をＤＣ電圧出力２０１から供給する構成になっている。

なお、省電力モードへ移行すると図２における破線の矢印で示される電源部１から高圧電源部１３および定着ユニット１４への電力の供給を停止し、充放電制御部２への電力供給のみが行われる。

上述した構成の作用について説明する。

なお、電子装置１００の動作は上述した第１の実施例と同様なのでその説明を省略し、図４に基づいて充放電制御部２の動作について説明する。また、省電カモード検出処理および省電力モードへ移行した後の処理は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。

電子装置１００の上部に取り付けられた二次電池４に対する充電動作は次のとおり行われる。

ＡＣスイッチのオン後、電源部１のＤＣ電圧出力２０２が発生すると、制御部１２は、入力端子ＡＤ２に入力された電源部１のＤＣ電圧出力２０２を、ＡＤコンバータ１２２を介して常時監視する。そして、制御部１２は、電源部１のＤＣ電圧出力２０２を検知すると充電制御ＩＣ２０１の二次電池４への充電動作を可能とするイネーブル端子ＥＮをＨ（ハイ）レベル状態にして、充電動作を指示する。

充電制御ＩＣ２０１が動作を開始すると充電制御ＩＣ２０１に接続された二次電池４に充電電流が流れて充電が始まる。

この充電動作は、充電制御ＩＣ２０１により制御され、接続された二次電池４に電流を流して所定の時間後（約１時間）、二次電池４の出力電圧が上昇することを確認する起動モード、所定の定電流値で所定の時間後（約１．５時間）、二次電池４の出力電圧が所定値（約４．２Ｖ）になるまで電流を流し続ける定電流モード、二次電池４の出力電圧が所定値（約４．２Ｖ）になったら所定の電圧で、規定時間内（１．５時間）で電流値が規定値以下に減少するまで定電圧で充電を行う定電圧モードを経て、充電を完了とするものである。

制御部１２は、前述の起動モード、定電流モード、定電圧モードを遷移して充電された二次電池４から入力端子ＡＤ１に入力される二次電池４の出力電圧をセンスして、所定の電圧であれば、充電完了であると判定する。

制御部１２は、二次電池４の充電が完了したと判定し、かつ電子装置１００が省電力モードであると判定すると、充電制御ＩＣ２０１のイネーブル端子ＥＮをＬ（ロー）レベルにし、次に出力端子Ｐ２をＬ（ロー）レベルにしてトランジスタＴＲ２０１をオン状態にする。

トランジスタＴＲ２０１がオン状態になると二次電池４からの電流がトランジスタＴＲ２０１および逆流防止用ダイオードＤ２０２を通じてＤＣ電圧出力２０１として熱電変換モジュール部に供給される。

なお、制御部１２は、省電力モードと判定しても、二次電池４が充電完了していないと判定する場合は、充電制御部２を活動状態のままとして充電を継続し、出力端子Ｐ２をＨ（ハイ）レベルのままとしてトランジスタＴＲ２０１のオフ状態を継続し、電源部１のＤＣ電圧出力２０２を、逆流防止ダイオードＤ２０１を通じてＤＣ電圧出力２０１として熱電変換モジュール部に供給を続ける。

熱電変換モジュール部に電力が供給されると、上述したペルチェ効果による熱電変換モジュールの冷却機能により、熱電変換モジュール部と接合された電源部のサイリスタを約２〜３℃冷却することができるようになる。

また、熱電変換モジュール部によりサイリスタを冷却するようにしたことにより、電源部のヒートシンクを小型にすることができ、電子装置全体を小型化できるようになる。

このようにして省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を熱電変換モジュール部の駆動電力として利用し、電源部のサイリスタが発生する熱を吸熱し冷却するための電力として使用する。なお、二次電池をリチウムイオン電池とした場合、電圧５Ｖ、電流０．１ｍＡの電力消費で約１時間、熱電変換モジュール部に電力を供給することができるようになり、電力を有効利用することができるようになるのは第１の実施例と同様である。

なお、本実施例では、熱電変換モジュール部の吸熱面を電源部のサイリスタに接合するように配置してサイリスタを冷却するものとして説明したが、それに限られることなく、電子装置の発熱部、例えば制御部のＣＰＵ、定着器の近傍、定着器の下流の媒体搬送路、現像装置の近傍等に配置するようにしてもよい。

ＣＰＵに配置した場合、冷却ファンが不要となり、定着器の近傍に配置した場合、定着器の輻射熱を軽減することができ、媒体搬送路に配置した場合、定着器により加熱された媒体の熱を吸熱することができ、現像装置の近傍に配置した場合、現像装置内のトナーの温度を低温に保つことができるようになる。

また、二次電池４の出力電圧が所定の電圧値を超えていると判定した場合は、電源部１からの電力を熱電変換モジュール部１５へ供給するようにして常時、電源部１からの電圧供給を受けるようにする。

以上説明したように、第２の実施例では、電子装置の電源部の出力に接続されるブリーダ抵抗に替えて二次電池および充放電制御部を設け、省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を熱電変換モジュール部の駆動電力として利用するようにしたことにより、省電力モード時に消費する電力を有効利用することができるという効果が得られる。

また、熱電変換モジュール部によりサイリスタを冷却するようにしたことにより、電源部のヒートシンクを小型にすることができ、電子装置全体を小型化できるという効果が得られる。

なお、第１の実施例および第２の実施例では、電子装置を画像形成装置としての電子写真式プリンタとして説明したが、それに限られることなく、電源部を有するファクシミリ、複写機、複合機等の画像形成装置としてもよい。

また、本発明では、電力を消費する駆動部として、表示操作部や熱電変換モジュール部を例として説明したが、電力を消費する部品ならば本発明を適用することができ、例えば電力を定着ユニットのハロゲンランプに供給し、発熱させることで省電力モードであっても定着ユニットのヒートローラの温度を保持させるようにしてもよい。

１ 電源部
２ 充放電制御部
４ 二次電池
５ 表示操作部
６ 電子写真プロセス部
７ ＬＥＤヘッド
８ 用紙送り機構部
９ メインモータ
１０ 用紙ルート
１２ 制御部
１３ 高圧電源部
１５ 熱電変換モジュール部
２１ 電圧変化検出部
５１ 操作部
１００ 電子装置
１１２ サイリスタ
１１３ ＡＣスイッチ

Claims (6)

1. 操作部または上位装置からの動作指示を待機する時間が所定の時間を超えたとき、省電力モードに移行して電源部が出力する電力を所定の電力に抑制する電子装置において、
   前記電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、
   前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、
   前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、
   前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給することを特徴とする電子装置。
2. 請求項１の電子装置において、
   前記駆動部は、表示手段および入力手段からなる表示操作部であることを特徴とする電子装置。
3. 請求項１の電子装置において、
   前記駆動部は、吸熱面および放熱面を備えたペルチェ素子からなる熱電変換部であることを特徴とする電子装置。
4. 請求項３の電子装置において、
   前記熱電変換部の吸熱面を前記電源部に接合し、前記電源部を冷却することを特徴とする電子装置。
5. 請求項３の電子装置において、
   前記熱電変換部の吸熱面を前記制御部に接合し、前記制御部を冷却することを特徴とする電子装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項の電子装置を、画像形成装置としたことを特徴とする画像形成装置。

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