JP2017112769A - バックアップ電源装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＴＣ回路に併設された一次電池の寿命を長くし、従来よりも小容量の一次電池を採用できるようにして製造コストを減らし、回路サイズを小さくする。
【解決手段】バックアップ電源装置は、ＲＴＣ回路（リアルタイムクロック回路）、処理回路、処理回路に電力を供給し動作させる処理回路用電源、処理回路用電源に一端が接続され他端側にＲＴＣ回路が接続されるスイッチ部、一次電池を含むバックアップ電池回路、スイッチ部の他端とＲＴＣ回路にカソードが接続され、アノードがバックアップ電池回路に接続され、処理回路用電源からの電流の流れ込みを防ぐ逆流防止ダイオード、記憶部を含む。処理回路は、処理回路用電源がＯＮしている累計時間を求め、累計時間に基づき逆流防止ダイオードの逆方向リーク電流の合計量を求め、合計量が上限値を超えたときスイッチ部を遮断状態とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、一次電池を含むバックアップ電源装置に関する。また、このバックアップ電源装置を含む画像形成装置に関する。

商用電源のような交流電源からの電力を整流して直流電圧を生成し、生成した直流電圧を用いて回路を動作させることがある。交流電源からの電力供給が停止しても回路を動作できるように、回路に対して電池（バックアップ電源）設けることがある。このようなバックアップ用の電池を含む装置の例が特許文献１に記載されている。

具体的に、特許文献１には、交流電源を整流して直流電源とする整流電源回路、交流電源検知手段、第１電圧レベル検出手段、第２電圧レベル検出手段、スイッチ部、検出された第１電圧レベルと第２電圧レベルに応じてスイッチ部を開閉するスイッチ駆動手段、電池を内蔵するバックアップ電源回路を含み、交流電源が接続されているとき、整流電源回路を電源とし、交流電源が接続されていないとき、バックアップ電源回路を電源とする電源バックアップ装置が記載されている。つまり、交流が入力されているとき、交流電源の電力を用いて主回路を動作させ、交流が入力されていないとき、電池で主回路を動作させる（特許文献１：特許請求の範囲参照）。

特開昭６３−２９４２３３号公報

プリンター、複合機、複写機、ファクシミリ装置のような画像形成装置には、リアルタイムクロック回路が搭載されることがある。リアルタイムクロック回路は、時計として用いられる。画像形成装置の主電源がＯＦＦされたり、画像形成装置の電源ケーブルがコンセントから外されたりしても、リアルタイムクロック回路を動作させつづけるため（時間情報を保持させ続けるため）、リアルタイムクロック回路に対し電池（バックアップ電源）が設けられる。

ここで、図９を用いて、画像形成装置でのリアルタイムクロック回路への電力供給の従来例を説明する。図９は、従来のリアルタイムクロック回路への電力供給手法を示す図である。

図９において、１０００はデバイス用電源、２０００はＣＰＵのようなデバイス、３０００はＲＴＣ回路（リアルタイムクロック回路）、４０００は一次電池、５０００はデバイス用電源からの電流の一次電池への流れ込みを防ぐための逆充電防止ダイオード、６０００は一次電池からＣＰＵへの電荷回り込みを防ぐためのダイオードを示す。

図９の従来例では、デバイス用電源１０００に対し、デバイス２０００、ＲＴＣ回路３０００、一次電池４０００が並列に接続される。そして、デバイス２０００とＲＴＣ回路３０００の間にダイオード６０００が設けられる。具体的に、ダイオード６０００のアノード側にデバイス２０００が、カソード側にＲＴＣ回路３０００が設けられる。また、ＲＴＣ回路３０００と一次電池４０００の間に逆充電防止ダイオード５０００が設けられる。逆充電防止ダイオード５０００のアノード側に一次電池４０００が、カソード側にＲＴＣ回路３０００が設けられる。

画像形成装置の主電源が投入され、デバイス２０００を動作させるとき、デバイス用電源１０００がＯＮ状態となり、デバイス用電源１０００からの電力がデバイス２０００に供給される。また、デバイス用電源１０００からの電力は、ダイオード６０００を介してＲＴＣ回路３０００にも供給される。従って、デバイス用電源１０００からの電力供給により、一次電池４０００の電荷を消費せずにＲＴＣ回路３０００を動作させることができる。一方、デバイス用電源１０００がＯＦＦ状態になると、一次電池４０００からＲＴＣ回路３０００に電力が供給される。

ここで、デバイス用電源１０００がＯＮ状態のとき、デバイス用電源１０００からＲＴＣ回路３０００に電力供給を行うには、デバイス用電源１０００の電圧を一次電池４０００よりも高くする必要がある。そのため、逆充電防止ダイオード５０００が設けられるものの、デバイス用電源１０００がＯＮ状態のとき逆充電防止ダイオード５０００の逆方向リーク電流ｉ０が一次電池４０００に流れ込む。

一次電池４０００は、二次電池と異なり、充電を前提としていない。逆方向リーク電流ｉ０（一次電池のプラス端子に流れ込む電流）の許容量（逆充電許容量）は、電池のタイプ、容量に依存する。一次電池４０００のプラス端子に流れ込んだ電流の合計が逆充電許容量を超えると、一次電池４０００の寿命は縮む。また、一次電池４０００は、ＲＴＣ回路３０００の電源として用いられるので、逆充電防止ダイオード５０００には、順方向降下電圧が小さいダイオードが選ばれる。しかし、一般的に、順方向降下電圧が小さいダイオードは、逆方向リーク電流ｉ０が大きい。

そのため、逆方向リーク電流ｉ０の影響を大きく受け、一次電池４０００の寿命が短くなるという問題がある。この問題に対して、大容量の一次電池４０００を搭載する対策がとられる。しかし、この対策をとると、一次電池４０００の容量を小さくできない。そのため、製造コストを減らせず、サイズ（実装面積）を小さくできないという問題もある。

特許文献１に記載の技術では、主回路の電源の切替に、第１電圧レベル検出手段、第２電圧レベル検出手段、スイッチ部、スイッチ駆動手段という複数の構成が必要である。そのため、特許文献１記載の技術は、構成が複雑であり、製造コストが高くつく、バックアップ電源用回路全体のサイズが大きくなる、といった問題を含む。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、リアルタイムクロック回路に併設された一次電池の寿命を長くし、従来よりも小容量の一次電池を採用できるようにしてバックアップ電源装置の製造コストを減らし、サイズを小さくする。

上記課題を解決するため、請求項１に係るバックアップ電源装置は、リアルタイムクロック回路と、処理回路、処理回路用電源、スイッチ部、バックアップ電池回路、逆流防止ダイオード、記憶部を含む。前記処理回路用電源は、前記処理回路に電力を供給し、前記処理回路を動作させる。前記スイッチ部は、前記処理回路用電源から前記処理回路への処理回路用電源ラインに設けられた接続点に一端が接続され、他端側に前記リアルタイムクロック回路が接続される。前記バックアップ電池回路は、前記リアルタイムクロック回路に電力を供給するための一次電池を含む。前記逆流防止ダイオードは、前記スイッチ部の他端と前記リアルタイムクロック回路の間に設けられた接続点にカソードが接続され、アノードが前記バックアップ電池回路に接続され、前記一次電池への前記処理回路用電源からの電流の流れ込みを防ぐ。前記処理回路は、前記処理回路用電源がＯＮしている時間の積算である累計時間を求め、前記累計時間を前記記憶部に記憶させ、前記累計時間に基づき前記一次電池に流れ込んだ前記逆流防止ダイオードの逆方向リーク電流の合計量を求め、前記合計量が予め定められた上限値を超えたか否かを判断し、前記上限値を超えたとき前記スイッチ部を遮断状態とし、前記上限値を超えるまで前記スイッチ部を導通状態とする。

本発明によれば、リアルタイムクロック回路に併設された一次電池の寿命短縮を防ぐことで寿命が長いバックアップ電源装置を提供することができる。また、従来よりも小容量の一次電池を採用できるので、バックアップ電源装置の製造コストを減らすことができ、バックアップ電源装置のサイズを小型化することもできる。

実施形態に係る複合機の一例を示す図である。 実施形態に係る複合機の電力供給系統の一例を示す図である。 実施形態に係るバックアップ電源装置の一例を示す図である。 実施形態に係る複合機での状態遷移の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る累計時間の更新の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るスイッチ部のＯＮ／ＯＦＦ制御の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るスイッチ部を遮断状態とした場合のバックアップ電源装置の一例を示す図である。 実施形態に係るスイッチ部を導通状態とした場合のバックアップ電源装置の一例を示す図である。 従来のリアルタイムクロック回路への電力供給手法を示す図である。

以下、図１〜図８を用いて、本発明に係るバックアップ電源装置１を含む画像形成装置を説明する。画像形成装置として複合機１００を例に挙げて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概要）
まず、図１に基づき、実施形態に係る複合機１００を説明する。図１は、実施形態に係る複合機１００の一例を示す図である。

複合機１００は、制御部２ａと記憶装置部３（記憶部に相当）を含む。制御部２ａは、装置全体の動作を統括し複合機１００の各部を制御する。制御部２ａは、演算、制御を行うＣＰＵ４（処理回路に相当）、印刷に必要な画像処理を画像データに施す画像処理部２１を含む。画像処理部２１は、ＡＳＩＣのようなデバイスである。記憶装置部３はＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤのような記憶装置を含み、制御用プログラムやデータを記憶する。

また、制御部２ａには、時計としてのＲＴＣ回路５（リアルタイムクロック回路）と、ＲＴＣ回路５に電力を供給する一次電池６（図３参照）を含むバックアップ電池回路６ａ、ＲＴＣ回路５への電力供給元を切り替えるスイッチ部７（詳細は後述）を含む。バックアップ電源装置１は、ＣＰＵ４、ＲＴＣ回路５、バックアップ電池回路６ａ、スイッチ部７を含む。従って、複合機１００は、バックアップ電源装置１を含む。

又、制御部２ａは、操作パネル２ｂと通信可能に接続される。操作パネル２ｂは、表示パネル、タッチパネルを含み、設定用画面、複合機１００の状態、メッセージのような情報を表示する。また、操作パネル２ｂは、使用者の操作を受け付ける。制御部２ａは、操作パネル２ｂでなされた使用者の設定どおりに動作するように複合機１００を制御する。

又、制御部２ａは、原稿搬送部２ｃ、画像読取部２ｄと通信可能に接続される。原稿搬送部２ｃは、セットされた原稿を読み取り位置に向けて搬送する。画像読取部２ｄは、原稿搬送部２ｃに搬送される原稿や、原稿台（コンタクトガラス、不図示）にセットされた原稿を読み取り、画像データを生成する。制御部２ａは、原稿搬送部２ｃと画像読取部２ｄの動作を制御する。

又、複合機１００は、印刷部９を含む。印刷部９は、エンジン制御部９０、給紙部９ａ、搬送部９ｂ、画像形成部９ｃ、定着部９ｄを含む。エンジン制御部９０と制御部２ａは通信可能に接続される。制御部２ａは、印刷指示、印刷ジョブの内容、印刷に用いる画像データをエンジン制御部９０に与える。エンジン制御部９０は、制御部２ａの指示を受け、給紙部９ａ、搬送部９ｂ、画像形成部９ｃ、定着部９ｄの動作を制御し、給紙、用紙搬送、トナー像の形成、転写、定着のような印刷関連処理を実際に制御する。

エンジン制御部９０は、用紙を一枚ずつ給紙部９ａに供給させる。エンジン制御部９０は、供給された用紙を画像形成部９ｃ、定着部９ｄを経て排出トレイ（不図示）まで搬送部９ｂに搬送させる。エンジン制御部９０は、搬送部９ｂより搬送される用紙にのせるトナー像を画像形成部９ｃに形成させ、トナー像を用紙に転写させる。エンジン制御部９０は、用紙に転写されたトナー像を定着部９ｄに定着させる。搬送部９ｂは、トナー像が定着された用紙を排出トレイ（不図示）に排出する。

又、複合機１００は、通信部２２を含む。通信部２２は、制御部２ａ内に設けられる。通信部２２は、ＰＣやサーバーのようなコンピューター２００と通信するためのインターフェイスである。通信部２２は、ネットワークを介し、コンピューター２００と通信する。なお、ＵＳＢケーブルを用いるなどして、通信部２２とコンピューター２００は直接的に通信可能に接続されてもよい。通信部２２は、コンピューター２００から画像データのような印刷内容を示すデータと印刷に関する設定を示すデータを含む印刷用データを受信する。制御部２ａは、印刷用データに基づく印刷を印刷部９に行わせる。

（電力供給系統）
次に、図２を用いて、実施形態に係る複合機１００での電力供給系統の一例を説明する。図２は、実施形態に係る複合機１００の電力供給系統の一例を示す図である。

複合機１００は、一次電源部Ｐ１と２次電源部Ｐ２を含む。一次電源部Ｐ１は、電源ケーブル（不図示）により商用電源Ｖａｃ（交流電源）と接続される。一次電源部Ｐ１は、交流電圧から直流電圧を生成する。一次電源部Ｐ１は、例えば、モータ駆動用のＤＣ２４Ｖのような予め定められた電圧を生成し出力する。

複数種の電圧が制御部２ａ、エンジン制御部９０、操作パネル２ｂ、原稿搬送部２ｃ、画像読取部２ｄの動作に必要である。また、ＣＰＵ４、画像処理部２１のようなデバイスでは、動作させるのに複数種の電圧が必要なこともある。そのため、２次電源部Ｐ２は、一次電源部Ｐ１の生成電圧に基づき、複数種の直流電圧を生成する。

複数種の電圧生成のため、２次電源部Ｐ２は、ＤＣＤＣコンバーターやレギュレーターのような複数の電力変換回路Ｐ４を含む。それぞれの電力変換回路Ｐ４は、所定の大きさの電圧を生成する。そして、２次電源部Ｐ２は、制御基板（ＣＰＵ４、画像処理部２１、記憶装置部３のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、通信部２２）、エンジン制御部９０（エンジン基板）、操作パネル２ｂ（パネル基板）、原稿搬送部２ｃ（原稿搬送基板）、画像読取部２ｄ（スキャナ基板）のような各基板の動作に必要な大きさの電圧を供給する。

（バックアップ電源装置１）
次に、図３を用いて、実施形態に係るバックアップ電源装置１の一例を説明する。図３は、実施形態に係るバックアップ電源装置１の一例を示す図である。

まず、バックアップ電源装置１は、ＣＰＵ電源１０、ＣＰＵ４（処理回路に相当）、スイッチ部７、回り込み防止ダイオードＤ１、ＲＴＣ回路５、安定化コンデンサーＣ１、バックアップ電池回路６ａ、逆流防止ダイオード８を含む。バックアップ電池回路６ａは、制限抵抗Ｒ１、一次電池６を含む。

ＣＰＵ電源１０は、２次電源部Ｐ２に含まれる電力変換回路Ｐ４であって、ＣＰＵ４用の電圧の生成電源（出力電源）である。ＣＰＵ電源１０の電圧の大きさは、ＣＰＵ４を動作できる電圧範囲内（仕様で定められている駆動電圧範囲内）である。

ＣＰＵ４は、ＣＰＵ電源１０と接続される。ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態になると、ＣＰＵ４への電力の供給が開始され、ＣＰＵ４は起動する。ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態の間、ＣＰＵ４は動作する。ＣＰＵ電源１０がＯＦＦ状態になると、ＣＰＵ４は動作停止する。

ＣＰＵ電源１０とＣＰＵ４の間に設けられた接続点１ａにスイッチ部７と回り込み防止ダイオードＤ１を介してＲＴＣ回路５が接続される。図３の例では、接続点１ａにスイッチ部７の一端が接続される。スイッチ部７の他端に回り込み防止ダイオードＤ１のアノードが接続される。回り込み防止ダイオードＤ１のカソードとＲＴＣ回路５が接続される。

スイッチ部７は、トランジスタのようなスイッチング素子である。スイッチ部７により、ＣＰＵ電源１０とＲＴＣ回路５の接続のＯＮ／ＯＦＦを行うことができる。そして、ＣＰＵ４は、スイッチ部７のＯＮ／ＯＦＦを制御する。回り込み防止ダイオードＤ１は、後述の一次電池６からＣＰＵ４への電荷の流入を防ぐ。

ＲＴＣ回路５は、時計として用いられる回路である。ＲＴＣ回路５は、発振回路５１、発振回路５１が出力する信号の周波数を分周するなどして計時用の周波数に調整する調整回路５２、ＲＴＣ回路５に含まれる各部を制御するコントローラー５３、秒、分、時、曜、日、月、年のような日時、時刻を示す値を保持し、調整された計時用の周波数の信号に基づき各値を更新するリアルタイムデータレジスタ５４、ステータス情報や補正用の情報のようなデータを記憶するためのデータレジスタ５５、ＣＰＵ４と通信するためのインターフェイス部５６を含む。

回り込み防止ダイオードＤ１のカソードとＲＴＣ回路５の間に接続点１ｂが設けられる。接続点１ｂに安定化コンデンサーＣ１の一端と、逆流防止ダイオード８のカソードが接続される。なお、安定化コンデンサーＣ１の他端は、グランドに接続される。

バックアップ電池回路６ａは、制限抵抗Ｒ１、一次電池６を含む。一次電池６のマイナス極（バックアップ電池回路６ａの一端）はグランドに接続され、プラス極は制限抵抗Ｒ１の一端と接続される。制限抵抗Ｒ１の他端（バックアップ電池回路６ａの他端）は、逆流防止ダイオード８のアノードと接続される。

安定化コンデンサーＣ１は、ＲＴＣ回路５に入力される電圧を安定化（平滑化）する。逆流防止ダイオード８は、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態のとき、ＣＰＵ電源１０からの電流の一次電池６（のプラス端子）への流れ込みを防ぐためのダイオードである。制限抵抗Ｒ１は、一次電池６の出力電流が大きくなりすぎないように制限する。本実施形態の一次電池６はコイン型のリチウム電池である。なお、一次電池６に他種の電池を用いてもよい。

（複合機１００の状態に応じたＲＴＣ回路５への電力供給）
次に、図１〜図４を用いて、実施形態に係る複合機１００の各状態（モード）でのＲＴＣ回路５への電力供給を説明する。図４は、実施形態に係る複合機１００での状態遷移の流れの一例を示すフローチャートである。

図４のスタートは、主電源ＯＦＦ状態で主電源スイッチＰｓが操作され、複合機１００の主電源が投入された時点である。複合機１００には、主電源のＯＮ／ＯＦＦを行うための主電源スイッチＰｓが設けられる（図２参照）。主電源ＯＦＦ状態では、ＣＰＵ電源１０に対応する電力変換回路Ｐ４も動作を停止している。従って、ＣＰＵ電源１０もＯＦＦ状態である。ＣＰＵ電源１０の電圧がゼロＶの状態では、一次電池６がＲＴＣ回路５に電力を供給する。そして、主電源ＯＦＦ状態では、ＲＴＣ回路５は、一次電池６からの電力に基づき動作する。具体的に、一次電池６の電圧及び電流は、制限抵抗Ｒ１、逆流防止ダイオード８を介してＲＴＣ回路５に入力される。

主電源ＯＦＦ状態で主電源スイッチＰｓを操作することにより、複合機１００の主電源を投入することができる。主電源スイッチＰｓへの操作により、複合機１００の主電源投入指示（主電源ＯＮの指示）がなされたとき、主電源スイッチＰｓからの信号が２次電源部Ｐ２に入力される（図２参照）。主電源スイッチＰｓからの信号に基づき、２次電源部Ｐ２での電圧生成が開始される。（２次電源部Ｐ２の動作開始、ステップ♯１１）。具体的に、主電源スイッチＰｓからの信号に基づき、２次電源部Ｐ２に設けられた電源制御部Ｐ３（図２参照）は、予め定められた順番でそれぞれの電力変換回路Ｐ４の動作（電圧生成）を開始させる。

主電源ＯＮにより、ＣＰＵ４、画像処理部２１を始め、主電源ＯＦＦ状態で電力供給が停止されていた部分への電力供給が行われる。ＣＰＵ電源１０もＯＮ状態となる（ステップ♯１２）。そして、ＣＰＵ４をはじめ、複合機１００に含まれるそれぞれの部分が起動し、待機状態（通常モード）となる（ステップ♯１３）。待機状態では、複合機１００は、ジョブを直ちに実行できる状態で維持される。待機状態では一定の電力が消費される。主電源ＯＮ状態での複合機１００の消費電力を減らすため、複合機１００は、省電力状態（省電力モード）を有する。省電力状態では、複合機１００のうち、予め定められた供給停止部分への電力供給が停止される。

ＣＰＵ４は、待機状態の間、省電力状態への移行条件が満たされたか否かを確認する（ステップ♯１４）。移行条件は予め定められる。本実施形態の複合機１００では、操作パネル２ｂに設けられた節電キー（不図示）の操作が移行条件の１つされる。また、待機状態となった後、又は、ジョブの実行後、操作パネル２ｂが操作されず、ジョブが実行されず、かつ、コンピューター２００からジョブに関するデータを通信部２２が受信しないというような待機状態のまま省電力モード移行期間経過したことも移行条件の一つとされる。

何れの移行条件も満たされないとき（ステップ♯１４のＮｏ）、フローは、ステップ♯１３に戻り、待機状態が維持される。一方、移行条件が１つでも満たされたとき（ステップ♯１４のＹｅｓ）、ＣＰＵ４は、供給停止部分への電力供給を電源制御部Ｐ３に停止させる（ステップ♯１５）。

複合機１００のうち、どの部分を供給停止部分とするかは、予め定められる。本実施形態の複合機１００では、ＣＰＵ４、画像処理部２１、記憶装置部３、原稿搬送部２ｃ、画像読取部２ｄ、印刷部９が供給停止部分とされる。電源制御部Ｐ３は、予め定められた順番で供給停止部分への電力供給を停止してゆき、全ての供給停止部分への電力供給の停止が完了したとき、移行が完了し、省電力状態となる（ステップ♯１６）。省電力状態への移行に伴い、ＣＰＵ電源１０もＯＦＦ状態となる。そして、ＣＰＵ４も動作を停止する。

省電力状態（省電力モード）では、ジョブを実行できない。ジョブを実行するには、待機状態（通常モード）に戻す必要がある。そこで、待機状態への復帰要因が生じたか否かを検知するための監視部２ｅが設けられる（図１参照）。監視部２ｅには省電力状態でも電力が供給されるが、復帰要因を検知するための回路であるので回路規模は小さく、消費電力は小さい。そして、監視部２ｅは、復帰要因が生じたか否かを監視する（ステップ♯１７）。

復帰要因も予め定められる。省電力状態で操作パネル２ｂが操作されたこと、省電力状態で通信部２２がコンピューター２００からプリントジョブを受信したことが復帰要因とされる。復帰要因が生じたとき、操作パネル２ｂや通信部２２は復帰要因が生じたことを知らせる割込信号を監視部２ｅに入力する。なお、復帰要因は、２つとは限らず、他の事項を復帰要因と扱っても良い。

割込信号がなく、復帰要因がまだ生じていないとき（ステップ♯１７のＹｅｓ）、フローは、ステップ♯１６に戻る。割込信号があったとき（復帰要因が生じたとき、ステップ♯１７のＹｅｓ）、監視部２ｅは、電源制御部Ｐ３に待機状態への復帰を指示する（ステップ♯１８）。この指示を受けたとき、電源制御部Ｐ３は、供給停止部分への電力供給を予め定められた順番で再開し、複合機１００を待機状態に戻す（ステップ♯１３に戻る。）。

ここで、主電源スイッチＰｓにより、複合機１００の主電源がＯＦＦされたとき（主電源ＯＦＦを指示する操作が主電源スイッチＰｓになされたとき）、電源制御部Ｐ３からＣＰＵ４に通知が送られ、電源制御部Ｐ３及びＣＰＵ４は、主電源ＯＦＦの指示がなされたことを認識する。ＣＰＵ４は、図４のフローの処理を中断する。そして、電源制御部Ｐ３は、予め定められた順番に従い、２次電源部Ｐ２に含まれる電力変換回路Ｐ４を停止させる。

（逆方向リーク電流Ｊ１による一次電池６の充電）
次に、図３を用いて、実施形態に係る一次電池６の逆方向リーク電流Ｊ１による充電を説明する。

上述のように待機状態のとき、ＣＰＵ電源１０はＯＮ状態である。ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態のとき、ＣＰＵ電源１０から供給される電力によりＲＴＣ回路５が動作する。つまり、待機状態では、ＲＴＣ回路５の電源は、ＣＰＵ電源１０である。ＣＰＵ電源１０の電圧の方が一次電池６の電圧よりも低いと、ＣＰＵ電源１０のＯＮ、ＯＦＦによらず一次電池６からＲＴＣ回路５に電力を供給される。そのため、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態のとき、ＣＰＵ電源１０からの電流がＲＴＣ回路５に流れるように、ＣＰＵ電源１０の電圧は、一次電池６の電圧よりも高くなっている。

ここで、ＣＰＵ電源１０からの電流が一次電池６に流れ込まないように、逆流防止ダイオード８が設けられる。逆流防止ダイオード８の順方向降下電圧が大きいほど、一次電池６がＲＴＣ回路５に入力する電圧が小さくなる。一次電池６は使用しているうちに出力電圧が低下する。ＲＴＣ回路５への入力電圧がＲＴＣ回路５の最低動作電圧（ＲＴＣの動作に必要な電圧の下限値）未満となったとき、一次電池６の寿命が尽きたといえる。

逆方向リーク電流Ｊ１が無いと想定した場合、順方向降下電圧が小さいほど、ＲＴＣ回路５に入力される電圧が最低動作電圧を超えている期間が長くなる。そのため、従来、順方向降下電圧が小さいダイオードが逆流防止ダイオード８として用いられている。

一方、一次電池６よりもＣＰＵ電源１０の電圧の方が大きいので、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態のとき、ＣＰＵ電源１０から一次電池６の方向に逆方向リーク電流Ｊ１が流れる。逆方向リーク電流Ｊ１は一次電池６のプラス極に流れ込む。言い換えると、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態のとき、一次電池６はＣＰＵ電源１０（逆方向リーク電流Ｊ１）により充電される。

一次電池６で充電が許容されている電流量（逆充電許容量）は、電池のタイプによって異なる。例えば、コイン型リチウム電池では、逆充電許容量は、容量（単位：ｍＡｈ）の３％程度である。逆充電許容量を超える充電は、一次電池６の性能、寿命を損なう。一次電池６に流れ込んだ逆方向リーク電流Ｊ１の合計量が多くなるほど、一次電池６の性能は低下し、寿命は短くなってゆく。例えば、計算上、逆方向リーク電流Ｊ１が無ければ１０年程度もつ一次電池６の寿命が、逆方向リーク電流Ｊ１の充電によって、７〜８年、場合によっては、４〜５年となることがある。

そのため、逆方向リーク電流Ｊ１は少ないことが好ましい。しかし、順方向降下電圧が小さいダイオードほど、一般的に逆方向リーク電流Ｊ１が多くなる。また、逆方向リーク電流Ｊ１が十分に小さいダイオードを逆流防止ダイオード８として選択しても、一次電池６の寿命は短くなる。

従来、この問題に対して、画像形成装置では、画像形成装置の想定製品寿命に対し、十分に容量の大きい（逆充電許容量が大きい）一次電池を使用し、画像形成装置の寿命が尽きる前に一次電池の電池切れが生じないようにしている。しかし、この対策をとると、容量の大きな一次電池は、画像形成装置の製造コスト増大、バックアップ電源装置のサイズ（実装面積）の増大を招いてしまう。

そこで、本実施形態の複合機１００では、以下のようなスイッチ部７のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って容量の小さい一次電池６でも、画像形成装置の寿命が尽きる前に一次電池６の電池切れが生じないようにする。

（スイッチ部７の制御）
次に、図５〜図８を用いて、実施形態に係るスイッチ部７のＯＮ／ＯＦＦ制御の一例を説明する。図５は、実施形態に係る累計時間Ｔ３の更新の流れの一例を示すフローチャートである。図６は、実施形態に係るスイッチ部７のＯＮ／ＯＦＦ制御の一例を示すフローチャートである。図７は、実施形態に係るスイッチ部７を遮断状態とした場合のバックアップ電源装置１の一例を示す図である。図８は、実施形態に係るスイッチ部７を導通状態とした場合のバックアップ電源装置１の一例を示す図である。

本実施形態の複合機１００では、ＣＰＵ４は、一次電池６に流れ込んだ逆方向リーク電流Ｊ１の合計量が逆充電許容量（予め定められた上限値Ｊ３）に到達しているかを確認するため、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態である時間（逆方向リーク電流Ｊ１により一次電池６が充電される時間）の長さの合計を累計時間Ｔ３として記憶させる。

そして、図５のスタートは、主電源ＯＮ又は省電力状態から待機状態への復帰により、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態となった時点である。ＣＰＵ電源１０からの電力供給が開始されたとき、ＣＰＵ４は、ＲＴＣ回路５と通信を行い、現時点の日時、時刻を示す情報を供給開始時点Ｔ１として、ＲＴＣ回路５のデータレジスタ５５の未使用領域に記憶させる（ステップ♯２１、図３参照）。

そして、ＣＰＵ４は、省電力状態への移行又は主電源スイッチＰｓの操作に基づき、ＣＰＵ電源１０のＯＦＦが行われるか否かの確認を続ける（ステップ♯２２、ステップ♯２２のＮｏ→ステップ♯２２）。上述したように、ＣＰＵ４は、省電力状態への移行条件を認識する。また、ＣＰＵ４は、電源制御部Ｐ３からの通知に基づき、主電源スイッチＰｓにより複合機１００の主電源をＯＦＦするための操作がなされたことを認識する。

ＣＰＵ電源１０のＯＦＦがなされることを認識したとき（ステップ♯２２のＹｅｓ）、ＣＰＵ電源１０のＯＦＦにより停止する前に、ＣＰＵ４は、ＲＴＣ回路５と通信を行って現時点の日時、時刻を示す情報を供給停止時点Ｔ２としてデータレジスタ５５の未使用領域に記憶させる（ステップ♯２３）。やがて、ＣＰＵ電源１０はＯＦＦされ、ＣＰＵ４は停止し、本フローは終了する（エンド）。

次に、図６を用いて、ＣＰＵ電源１０がＯＮしたときのスイッチ部７のＯＮ／ＯＦＦの制御の流れを説明する。図６のスタートは、主電源スイッチＰｓの操作に基づく複合機１００の主電源ＯＮや、省電力状態から待機状態への復帰により、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態となり、ＣＰＵ４が起動した時点である。

まず、ＣＰＵ４は、データレジスタ５５に供給開始時点Ｔ１と供給停止時点Ｔ２が記憶されているか否かを確認する（ステップ♯３１）。初めてＣＰＵ電源１０がＯＮ状態となり、ＣＰＵ４が初めて起動したとき、供給開始時点Ｔ１と供給停止時点Ｔ２は記憶されていないので、ステップ♯３１はＮｏとなる。ステップ♯３１のＮｏのとき、本フローは終了すればよい（エンド）。

供給開始時点Ｔ１と供給停止時点Ｔ２が記憶されているとき（ステップ♯３１のＹｅｓ）、ＣＰＵ４は、ＲＴＣ回路５と通信を行い、データレジスタ５５に記憶されている供給開始時点Ｔ１と供給停止時点Ｔ２を読み出す（ステップ♯３２）。そして、ＣＰＵ４は、供給開始時点Ｔ１から供給停止時点Ｔ２までの時間を求める（ステップ♯３３）。つまり、ＣＰＵ４は、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態のであった時間を求める。

そして、ＣＰＵ４は、データレジスタ５５に、ＣＰＵ電源１０がＯＮしている時間の積算（総合計）である累計時間Ｔ３が記憶されているか否かを確認する（ステップ♯３４）。今回のＣＰＵ電源１０のＯＮが２回目のとき、ＣＰＵ４は、供給開始時点Ｔ１から供給停止時点Ｔ２までの時間を初めて求めることになるため、ステップ♯３４はＮｏとなる。

ステップ♯３４がＮｏのとき、ＣＰＵ４は、求めた供給開始時点Ｔ１から供給停止時点Ｔ２までの時間を累計時間Ｔ３としてデータレジスタ５５に記憶させる（図３参照、ステップ♯３５）。

一方、累計時間Ｔ３が記憶されているとき（ステップ♯３４のＹｅｓ）、ＣＰＵ４は、供給開始時点Ｔ１から供給停止時点Ｔ２までの時間を今までの累計時間Ｔ３である第１累計時間に加算して新たな累計時間である第２累計時間を求める（ステップ♯３６）。そして、ＣＰＵ４は、累計時間Ｔ３のデータとして、第１累計時間から第２累計時間への更新をデータレジスタ５５に行わせる（ステップ♯３７）。

ステップ♯３５及びステップ♯３７の後、ＣＰＵ４は、累計時間Ｔ３に基づき一次電池６に流れ込んだ逆流防止ダイオード８の逆方向リーク電流Ｊ１の合計量を求める（ステップ♯３８）。具体的に、ＣＰＵ４は、ＣＰＵ電源１０から電力供給がなされているときの逆方向リーク電流Ｊ１の電流値であるリーク電流値Ｊ２に累計時間Ｔ３を乗じて合計量を求める。

リーク電流値Ｊ２は、予め定められ、データレジスタ５５に記憶されている（図３参照）。リーク電流値Ｊ２は、実験により得られた逆方向リーク電流Ｊ１の実測値の平均値としてもよいし、逆流防止ダイオード８のデータシートに基づき定めても良い。

そして、ＣＰＵ４は、合計量が予め定められた上限値Ｊ３を超えたか否かを判断する（ステップ♯３９）。上限値Ｊ３は、予め定められ、データレジスタ５５に記憶されている（図３参照）。上限値Ｊ３は、取り付けられた一次電池６の逆充電許容量に対応する値である。上限値Ｊ３は、一次電池６の仕様、タイプ、容量に基づき予め定められる。

合計量が上限値Ｊ３を超えているとき（ステップ♯３９のＹｅｓ）、寿命短縮（一次電池６の電圧低下）の観点からみて、これ以上、逆方向リーク電流Ｊ１の一次電池６への流入は好ましく無い。そこで、ステップ♯３９でＹｅｓのとき、ＣＰＵ４は、スイッチ部７を遮断状態（ＯＦＦ状態）にする（ステップ♯３１０→エンド）。

スイッチ部７を遮断状態としているバックアップ電源装置１の一例を図７に示す。図７に示すように、ＣＰＵ４は、スイッチ部７を遮断状態（ＯＦＦ状態）とすることにより、ＲＴＣ回路５及びバックアップ電池回路６ａの組み合わせと、ＣＰＵ電源１０との接続を遮断する。これにより、ＣＰＵ電源１０がＯＮ状態の間、一次電池６に流れ込む逆方向リーク電流Ｊ１はない。そして、一次電池６が充電されることがなくなる。従って、充電による一次電池６の寿命短縮は生じない。

一方、合計量が上限値Ｊ３未満のとき（ステップ♯３９のＮｏ）、ＣＰＵ電源１０からＲＴＣに電力を供給し、一次電池６の電力消費を抑えるほうが、一次電池６の寿命を長く保つことができる。そこで、ステップ♯３９でＮｏのとき、ＣＰＵ４は、スイッチ部７を導通状態（ＯＮ状態）にする（ステップ♯３１１→エンド）。

スイッチ部７を導通状態としているバックアップ電源装置１の一例を図８に示す。逆充電許容量まで余裕がある時点では、図８に示すように、ＣＰＵ４は、スイッチ部７を導通状態（ＯＮ状態）とする。これにより、ＲＴＣ回路５及びバックアップ電池回路６ａの組み合わせと、ＣＰＵ電源１０とが接続される。これにより、ＣＰＵ電源１０からの電力によりＲＴＣ回路５を動作させることができる。

このようにして、実施形態に係るバックアップ電源装置１は、リアルタイムクロック回路（ＲＴＣ回路５）、処理回路（ＣＰＵ４）、処理回路用電源（ＣＰＵ電源１０）、スイッチ部７、バックアップ電池回路６ａ、逆流防止ダイオード８、記憶部（データレジスタ５５、記憶装置部３）を含む。処理回路用電源は、処理回路に電力を供給し、処理回路を動作させる。スイッチ部７は、処理回路用電源から処理回路への電源ラインに設けられた接続点１ａに一端が接続され、他端側にリアルタイムクロック回路が接続される。バックアップ電池回路６ａは、リアルタイムクロック回路に電力を供給するための一次電池６を含む。逆流防止ダイオード８は、スイッチ部７の他端とリアルタイムクロック回路の間に設けられた接続点１ｂにカソードが接続され、アノードがバックアップ電池回路６ａに接続され、一次電池６への処理回路用電源からの電流の流れ込みを防ぐ。処理回路は、処理回路用電源がＯＮしている時間の積算である累計時間Ｔ３を求め、累計時間Ｔ３を記憶部に記憶させ、累計時間Ｔ３に基づき一次電池６に流れ込んだ逆流防止ダイオード８の逆方向リーク電流Ｊ１の合計量を求め、合計量が予め定められた上限値Ｊ３を超えたか否かを判断し、上限値Ｊ３を超えたときスイッチ部７を遮断状態とし、上限値Ｊ３を超えるまでの間、スイッチ部７を導通状態とする。

これにより、逆方向リーク電流Ｊ１の合計量の上限値Ｊ３への到達後、逆方向リーク電流Ｊ１の一次電池６への流入を無くすことができる。従来のように、許容量を超えた逆方向リーク電流Ｊ１による一次電池６の充電は行われなくなる。そのため、逆方向リーク電流Ｊ１の充電による一次電池６の寿命短縮を防ぐことができる。言い換えると、一次電池６の出力電圧がリアルタイムクロック回路の動作電圧以上である期間を長く保つことができる。しかも、スイッチング素子（スイッチ部７）を追加するだけで一次電池６の寿命を延ばすことができる。

また、一次電池６の容量を減らしても（一次電池６を小型化しても）、従来と同程度の一次電池６の寿命は確保することができる。そのため、従来よりも安価で小型の一次電池６を採用することができる。従って、バックアップ電源装置１の製造コストを従来よりも減らし、バックアップ電源装置１のサイズ（実装面積）を従来よりも小さくすることができる。

また、記憶部は、処理回路用電源から電力供給がなされているときの逆方向リーク電流Ｊ１の電流値であるリーク電流値Ｊ２を記憶する。処理回路は、リーク電流値Ｊ２に累計時間Ｔ３を乗じて逆方向リーク電流の合計量を求める。これにより、スイッチ部７を遮断状態と導通状態のうちいずれの状態にすべきかを簡易、迅速に定めることができる。

また、処理回路は、処理回路用電源からの電力供給が開始されたとき、リアルタイムクロック回路と通信を行って現時点の日時、時刻を示す情報を供給開始時点Ｔ１として記憶部に記憶させ、処理回路用電源のＯＦＦがなされることを認識したときリアルタイムクロック回路と通信を行って現時点の日時、時刻を示す情報を供給停止時点Ｔ２として記憶部に記憶させ、今までの累計時間Ｔ３である第１累計時間に、供給開始時点Ｔ１から供給停止時点Ｔ２までの時間を加算して得た新たな累計時間Ｔ３である第２累計時間を求め、第１累計時間から第２累計時間への更新を記憶部に行わせる。これにより、リアルタイムクロック回路が保持する時間に基づき累計時間Ｔ３を正確に更新してゆくことができる。従って、累計時間Ｔ３を測るための特別な回路は必要がない。

また、処理回路は、データレジスタ５５に累計時間Ｔ３を記憶させる。これにより、累計時間Ｔ３の記憶に特別なメモリーを新たに設ける必要がない。

また、画像形成装置（複合機１００）は、上述のバックアップ電源装置１を含む。これにより、リアルタイムクロック回路のバックアップ用の一次電池６の交換が長期間にわたり不要であり、メンテナンスの手間が少ない画像形成装置を提供することができる。また、製造コストが抑えられ、小サイズのバックアップ電源装置１を含むので、低コストかつ小型化された画像形成装置を提供することができる。

ここで、上記の実施形態では、供給開始時点Ｔ１、供給停止時点Ｔ２、累計時間Ｔ３、リーク電流値Ｊ２、上限値Ｊ３をＲＴＣのデータレジスタ５５の未使用領域に記憶させる例を説明した。しかし、供給開始時点Ｔ１、供給停止時点Ｔ２、累計時間Ｔ３、リーク電流値Ｊ２、上限値Ｊ３の一部又は全部を記憶装置部３に記憶させてもよい（図１参照）。

また、上記の実施形態では、ＲＴＣ回路５とともに電源に並列接続される処理回路として制御部２ａのＣＰＵ４を例にあげて説明した。しかし、処理回路は、制御部２ａのＣＰＵ４に限られない。処理回路は、エンジン制御部９０内に設けられたＣＰＵ４（エンジンＣＰＵ４）や画像処理部２１のような集積回路とし、処理回路用電源は、エンジンＣＰＵ４や画像処理部２１に電力を供給する電源でもよい。

また、上記の実施形態では、バックアップ電源装置１に回り込み防止ダイオードＤ１を設ける例を説明した。ＣＰＵ４がスイッチ部７のＯＮ／ＯＦＦを制御する。そして、スイッチ部７が、ＣＰＵ電源１０がＯＦＦの間ＯＦＦ状態で固定されるトランジスタのようなスイッチング素子のとき、回り込み防止ダイオードＤ１を設けないようにしてもよい。これにより、バックアップ電源装置１及び画像形成装置の製造コストを更に減らすことができ、バックアップ電源装置１のサイズを小さくすることができる。

このように、本発明の範囲は実施形態の説明に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、一次電池を含むバックアップ電池回路及びこのバックアップ電池回路を含む画像形成装置に利用可能である。

１００ 複合機（画像形成装置） １ バックアップ電源装置
１ａ 接続点 １ｂ 接続点
１０ ＣＰＵ電源（処理回路用電源） ３ 記憶装置部（記憶部）
４ ＣＰＵ（処理回路） ６ 一次電池
５ ＲＴＣ回路（リアルタイムクロック回路）
５５ データレジスタ（記憶部） ６ａ バックアップ電池回路
７ スイッチ部 ８ 逆流防止ダイオード
Ｊ１ 逆方向リーク電流 Ｊ２ リーク電流値
Ｊ３ 上限値 Ｔ１ 供給開始時点
Ｔ２ 供給停止時点 Ｔ３ 累計時間

Claims (5)

1. リアルタイムクロック回路と、
   処理回路と、
   前記処理回路に電力を供給し、前記処理回路を動作させる処理回路用電源と、
   前記処理回路用電源から前記処理回路への処理回路用電源ラインに設けられた接続点に一端が接続され、他端側に前記リアルタイムクロック回路が接続されるスイッチ部と、
   前記リアルタイムクロック回路に電力を供給するための一次電池を含むバックアップ電池回路と、
   前記スイッチ部の他端と前記リアルタイムクロック回路の間に設けられた接続点にカソードが接続され、アノードが前記バックアップ電池回路に接続され、前記一次電池への前記処理回路用電源からの電流の流れ込みを防ぐための逆流防止ダイオードと、
   記憶部と、を含み、
   前記処理回路は、前記処理回路用電源がＯＮしている時間の積算である累計時間を求め、前記累計時間を前記記憶部に記憶させ、前記累計時間に基づき前記一次電池に流れ込んだ前記逆流防止ダイオードの逆方向リーク電流の合計量を求め、前記合計量が予め定められた上限値を超えたか否かを判断し、前記上限値を超えたとき前記スイッチ部を遮断状態とし、前記上限値を超えるまで前記スイッチ部を導通状態とすることを特徴とするバックアップ電源装置。
2. 前記記憶部は、前記処理回路用電源から電力供給がなされているときの前記逆方向リーク電流の電流値であるリーク電流値を記憶し、
   前記処理回路は、前記リーク電流値に前記累計時間を乗じて前記逆方向リーク電流の前記合計量を求めることを特徴とする請求項１に記載のバックアップ電源装置。
3. 前記処理回路は、前記処理回路用電源からの電力供給が開始されたとき、前記リアルタイムクロック回路と通信を行って現時点の日時、時刻を示す情報を供給開始時点として前記記憶部に記憶させ、前記処理回路用電源のＯＦＦがなされることを認識したとき前記リアルタイムクロック回路と通信を行って現時点の日時、時刻を示す情報を供給停止時点として前記記憶部に記憶させ、今までの前記累計時間である第１累計時間に前記供給開始時点から前記供給停止時点までの時間を加算して得た新たな前記累計時間である第２累計時間を求め、前記第１累計時間から前記第２累計時間への更新を前記記憶部に行わせることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックアップ電源装置。
4. 前記記憶部は、前記リアルタイムクロック回路に含まれるデータレジスタであり、
   前記処理回路は、前記データレジスタに前記累計時間を記憶させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のバックアップ電源装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のバックアップ電源装置を含むことを特徴とする画像形成装置。

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