JP5121403B2 - 画像形成装置および電力供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、充放電が可能な蓄電装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの機能を複合した複合機等の画像形成装置および電力供給方法に関する。

近年、画像形成装置は、パーソナルコンピュータに匹敵する機能が搭載され、ネットワークに接続された他の機器から送信された電子データの出力や保存が可能となっている。しかし、このような機能を有する画像形成装置は、ネットワークを介して電子データを受信しているときに、商用電源からの電力供給が遮断（停電）すると、電子データが欠落してしまうという問題があった。また、画像形成中に停電した場合には、フィードバック制御機能が不能になり駆動部に損傷を与えてしまう場合があるという問題があった。

このような問題を解決するものとして、補助電源装置と停電検知回路を備える画像形成装置が開示されている（特許文献１参照）。かかる画像形成装置は、停電検知回路によって停電を検知した場合に、制御部が本来定着加熱部に不足した電力を補うために設けられた補助電源装置から画像形成装置の各部へ電力を供給するように制御するものである。

特開２００５−１４８５８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、制御部が停電検知回路によって商用電源の電力供給が遮断されたことを検知し、補助電源装置への切替えを行うためには、停電が発生した後も、制御部に電源を供給する必要がある。よって、商用電源から電力が遮断された後も一定期間電力を供給することができる電源が必要になり、電源装置の構成が複雑になるという問題があった。

また、商用電源からの電力供給が遮断された後、補助電源装置からの電力供給が間に合わず、電力の供給が不安定になった場合には、電子データの消失や駆動部の損傷等が生じてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、商用電源から供給される電圧が誤動作する電圧に下がる前に安定した電力を供給することができる画像形成装置および電力供給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、画像形成装置において、外部電源から供給される電力に基づいて充電される充放電可能な蓄電手段と、電力を必要とする負荷と、前記負荷を制御する制御手段と、前記外部電源から供給される電圧が低下した場合、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧よりも高い第１の電圧を下回ると、前記蓄電手段から前記負荷および前記制御手段に電力を供給し、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧以上に上昇した場合に前記蓄電手段からの電力の供給を停止する供給手段と、を備え、前記蓄電手段から前記負荷、及び前記制御手段へ電力を供給している際に、前記外部電源から供給される電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を下回ると、前記制御手段は、前記蓄電手段から供給される電力で前記負荷に所定の電力低下時の動作を行わせることを特徴とする。

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において、外部電源から供給される電力を電圧変換して定電圧化する第１定電圧生成手段と、前記蓄電手段から供給された電力を電圧変換し、前記第１定電圧生成手段から出力される電圧より低い電圧に定電圧化して出力する第２定電圧生成手段と、をさらに備え、前記供給手段は、前記第１定電圧生成手段から供給される電力と、前記第２定電圧生成手段から供給される電力のうち、いずれか電圧が高いほうの電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記第２定電圧生成手段は、当該画像形成装置が誤動作しない範囲の電圧のうち最も低い電圧を出力すること、を特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項２または請求項３に記載の画像形成装置において、前記第２定電圧生成手段は、前記第１定電圧生成手段から電力が出力されている場合にのみ、前記負荷および前記制御手段に電力を出力すること、を特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１の電圧は、前記画像形成装置が誤動作しない範囲の電圧のうち、最も低い電圧であること、を特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、データを記憶する記憶手段、をさらに備え、前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、画像形成中である場合は、画像形成に関連するデータを前記記憶手段に記憶するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、データを記憶する記憶手段、をさらに備え、前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、ネットワークからデータを受信している場合は、前記データを受信し、前記記憶手段への格納が完了するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、画像形成中である場合は、画像形成中の記憶媒体を排出するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、駆動装置が駆動中である場合は、前記駆動装置をホームポジションで停止するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、前記電力の停止を検知してから予め定められた一定時間のみ、前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、画像形成装置で実行される電力供給方法であって、前記画像形成装置は、外部電源から供給される電力に基づいて充電される充放電可能な蓄電手段と、電力を必要とする負荷と、を備え、制御手段が、前記負荷を制御する制御ステップと、供給手段が、前記外部電源から供給される電圧が低下した場合、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧よりも高い第１の電圧を下回ると、前記蓄電手段から前記負荷および前記制御手段に電力を供給し、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧以上に上昇した場合に前記蓄電手段からの電力の供給を停止する供給ステップと、前記蓄電手段から前記負荷、及び前記制御手段へ電力を供給している際に、前記外部電源から供給される電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を下回ると、前記制御手段が、前記蓄電手段から供給される電力で前記負荷に所定の電力低下時の動作を行わせる電力低下時制御ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、外部電源から供給される電圧が低下し、画像形成装置を誤動作させる電圧となる前に補助電源側から電力を供給し、外部電源から供給される電圧が画像形成装置を誤動作させない電圧に上昇した場合に補助電源側からの電力の供給を停止する構成とすることにより、外部電源の瞬断、一時的な電圧低下または停電時における画像形成装置の動作を保証することができ、信頼性が高い画像形成装置および電力供給方法を提供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、本発明にかかる画像形成装置および電力供給方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第１の実施の形態にかかる画像形成装置の電力供給部は、商用電源の電圧低下、瞬断または停電を検出し、蓄電手段の蓄電力を特定負荷に供給する。

まず、本実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部の構成例について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。

本実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部は、フィルタ１と、停電検知回路８と、全波整流回路２と、充電回路１０１と、蓄電部１００と、定電圧生成回路３３と、切替回路４０と、画像形成装置制御部１０と、電圧低下検知回路３７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、停電時に電力供給される特定負荷４１と、負荷２１と、定着加熱部電力供給ＤＣ回路４９と、定着加熱部温度検出回路２８と、定着加熱部電力供給ＡＣ回路４３と、を備えている。

図２は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の詳細回路図である。図２は、図１をさらに詳細に示した回路図である。なお、図１に示す一般負荷２１ａと電力を必要とする負荷２１ｂは、図２に示す負荷２１である。また、図１に示す定着加熱部電力供給ＤＣ回路４９は、図２に示すＤＣ定着ヒータ２２、リレー１８及び放電回路（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）１９の回路を含む。また、図１で示す停電時に電力供給される特定負荷４１は、図２に示すＬＡＮ制御部１５、ＨＤＤ制御部２３、メモリ部１３、画像形成装置制御部１０内の特定回路２５を含む。

図２を用いて、個々の機能および動作を詳細に説明する。まず、図２に示す充電回路１０１の動作を説明する。充電回路１０１は、出力電圧を発生する手段３（以下、電圧可変部３という）と、電圧可変部３の出力電圧を制御する出力制御部７と、キャパシタバンク９を充電する電圧を検出する充電電圧検出回路１６と、キャパシタバンク９を充電する電流を検出する充電電流検出回路２０とを備える。充電電圧検出回路１６によって検出された電圧と、充電電流検出回路２０によって検出された電流は、出力制御部７にフィードバックされる。

出力制御部７は、さらにＣＰＵ７ａ、ＰＷＭ発生回路７ｅ、Ａ／Ｄコンバータ７ｃ、充電電流検出回路７ｄ、シリアルコントローラ（ＳＩＣ）７ｂ、図示はしないＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路及び入出力ポートを備えている。なお、ＰＷＭ発生回路７ｅは、ＣＰＵ７ａに内部バスで接続され、定電圧出力用、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ信号を発生する。

次に、キャパシタバンク９を充電する充電動作について詳細に説明する。まず、主電源スイッチ１１を介して商用電源４６から供給される交流電力は、フィルタ１を介して、全波整流回路２に接続され、全波整流される。全波整流された出力は、平滑コンデンサＣ１によりリップル成分等が除去される。

全波整流回路２の直流出力側には、平滑コンデンサＣ１と並列に高周波トランス２９の一次コイル２９ａが接続され、この一次コイル２９ａに、スイッチング手段としてＦＥＴ６が直列に接続されている。

ＦＥＴ６で構成されるスイッチング回路は、ＰＷＭ発生回路７ｅから出力されるＰＷＭ信号によってスイッチングする。ＦＥＴ６がスイッチング（ＯＮ、ＯＦＦ動作）すると、一次コイル２９ａにはスイッチング電流が流れる。この一次側のスイッチ電流により、高周波トランス２９の二次コイル２９ｂにスイッチ電圧が誘起する。このスイッチング周波数の導通期間を変えれば、出力電圧を制御することができる。

高周波トランス２９の二次コイル２９ｂには、整流回路４としてダイオードＤ１、Ｄ２が接続されている。スイッチング電圧は、この整流回路で整流され、チョークコイル５及びコンデンサＣ２によって平滑化され、直流出力に変換される。この直流出力は、ダイオードＤ３を通してキャパシタバンク９に供給される。

次に、キャパシタバンク９に充電する動作について説明する。本実施の形態のキャパシタバンク９には、満杯充電時に２．５Ｖになるキャパシタセル（電気二重層コンデンサセル）１８個が直列に接続されている。従って、１８個のキャパシタセルが満充電になると、４５Ｖの電圧が蓄電される。なお、本実施の形態の蓄電部１００のキャパシタバンク９は、対象とする画像形成装置の連続コピー時の温度落ち込みを防止できる容量、または必要とする定着立ち上げ時間を達成できる容量を備えるセル構成とする。

まず、キャパシタバンク９に充電された電圧を検出する充電電圧検出回路１６の動作について説明する。キャパシタバンク９の端子間電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とで分圧回路を構成した充電電圧検出回路１６によって検出される。検出された出力は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅのＡ／Ｄコンバータ７ｃ及び画像形成装置制御部１０のＡ／Ｄコンバータ１０ａに入力される。

電圧可変部３の出力電圧は、ＰＷＭ発生回路７ｅによって監視され、ＰＷＭ信号のＯＮデューティを変えることにより制御される。なお、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用ＰＷＭ発生回路７ｅの説明は後述する。

次に、キャパシタバンク９の充電電流検出方法について説明する。キャパシタバンク９の充電電流は、キャパシタバンク９と直列に接続された抵抗Ｒ１を流れる電流を端子間電圧として検出する。検出された電流は、ＰＷＭ発生回路７ｅの充電電流検出回路７ｄに入力される。

次に、キャパシタセル個々の満充電を検出し、バイパス回路１７ａを動作させ、各キャパシタセルの充電電圧を均等化する均等化回路１７の動作を簡単に説明する。電圧可変部３によってキャパシタセル９ａが、満充電の２．５Ｖに充電されると、バイパス回路１７ａは充電電流をバイパスする。他のキャパシタセルに並列に接続されたバイパス回路も同様な動作を行ない、各キャパシタセルの充電電圧は均等化される。

均等化回路１７は、何れかのキャパシタセルの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、定電圧出力、定電流及び定電力充電用ＰＷＭ発生回路７ｅに単セル満充電信号４４を出力する。また、均等化回路１７は、全てのキャパシタセルの満充電を検知し、全てのバイパス回路を動作させると、定電圧出力、定電流及び定電力充電用ＰＷＭ発生回路７ｅに全てのキャパシタセルの満充電信号４５を出力する。

次に、ＰＷＭ発生回路７ｅの動作説明をする。ＰＷＭ発生回路７ｅは、キャパシタバンク９の充電電圧の検出結果や、充電電流の検出結果、バイパス回路の動作の検出結果によって、キャパシタバンク９に対して定電流充電、定電力充電または定電圧充電を行うためのＰＷＭ信号を発生させる回路である。

ＰＷＭ発生回路７ｅは、充電電圧検出回路１６の出力によってキャパシタバンク９の端子間電圧を検出する。ＰＷＭ発生回路７ｅは、キャパシタバンク９の端子間電圧が、予め設定された値より低い場合には、キャパシタバンク９と直列に接続された抵抗Ｒ１の端子間電圧を逐次検出する。次に、ＰＷＭ発生回路７ｅは、検出された端子間電圧に対応した、予め設定された定電流充電をするためのＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。なお、予め設定された定電流充電をするためのＰＷＭ信号は、抵抗Ｒ１の端子間電圧と、ＰＷＭ信号のＯＮデューティとの関係によって予め作成したテーブルを使用してもよいし、演算により算出してもよい。また、充電電流のみを参照し、予め設定された充電電流になるようにＰＷＭ信号を制御してもよい。

また、キャパシタバンク９が充電されてない状態の場合は、大きな突入電流がキャパシタバンク９に流れることを防止するために、最初は出力電圧を低くし、徐々に出力電圧を高くするようにＰＷＭ信号を制御してもよい。

キャパシタバンク９の端子間電圧が予め設定された値以上になった場合には、ＰＷＭ発生回路７ｅは、キャパシタバンク９の充電電流と、キャパシタバンク９の端子間電圧の検出を逐次行う。ＰＷＭ発生回路７ｅは、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定された定電力充電を行うためのＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。なお、予め設定された定電力充電を行うためのＰＷＭ信号は、検出した充電電流と充電電圧を演算して決定する。

次に、ＰＷＭ発生回路７ｅは、何れかの単セル満充電信号４４を検出すると、再び予め設定された定電流充電をするＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。また、ＰＷＭ発生回路７ｅは、全てのキャパシタセルの満充電信号４５を検出すると、一定期間定電圧充電を行い、その後充電動作を停止する信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。なお、ＰＷＭ発生回路７ｅは、充電電圧検出回路１６が満充電電圧を検出した場合（本実施の形態では、２．５Ｖ×１８個４５Ｖを超える電圧を検出した場合）であっても、単セル満充電信号または全セル満充電信号が検出されない場合は、定電圧充電を行う。定電圧充電移行後もさらに充電電圧検出回路１６が充電電圧の上昇を検知した場合は、充電を停止する。充電停止後も更に充電電圧が上昇した場合は、図示はしないが、充電電圧異常上昇検出回路により充電を遮断する。この場合は再充電を禁止する。

次に、画像形成装置制御部１０について説明する。画像形成装置制御部１０は、図示しない画像形成装置の全体を制御するコントローラ部、画像形成動作を行うエンジン制御部、パネルの操作による使用者のシステム設定の入力と使用者へのシステムの設定内容状態の表示を制御する操作部制御回路部、原稿を光学的に読み取る読取制御部、画像データをドラム上に書き込む書き込み制御部等で構成されるが、本実施の形態ではこれらを合わせて画像形成装置制御部１０としている。

また、画像形成装置制御部１０は、停電時に電力供給される特定回路２５を備える。特定回路２５は、さらにＣＰＵ２６及びポート等の周辺回路、スキャナ制御回路２７等を備えている。また、ＣＰＵ２６は、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）１０ｃ、入出力ポート１０ｄ、Ａ／Ｄコンバータ１０ａ、割り込み制御回路（ＩＮＴ）１０ｂ、図示はしないＮＶ−ＲＡＭ及びＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等に内部バスで接続されている。

また、停電時に電力供給される制御部は、ＬＡＮ制御部１５と、ＨＤＤ制御部２３である。ＬＡＮ制御部１５は、社内ＬＡＮとコントローラとの通信インタフェースボードであり、ＰＨＹチップを搭載している。ＬＡＮ制御部１５とコントローラとは標準的な通信インタフェースで接続されている。外部機器との通信は、ＬＡＮ制御部１５を経由して実施される。ＬＡＮ制御部１５と外部機器とが通信中に停電すると、通信が中断してデータが消失するので、通信が完了するまで蓄電部１００からＬＡＮ制御部１５に電力を供給する。

ＨＤＤ制御部２３は、システムのアプリケーションプログラム、プリンタや作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、および読取り画像や書込み画像のイメージデータ（すなわち画像データ）やドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。これらのデータをＨＤＤに格納している途中で停電すると、データが欠落することになるので、必要なデータを格納するまで蓄電部１００からＨＤＤ制御部２３に電力が供給される。

また、画像形成装置制御部１０は、電源ＯＦＦ時もデータを記憶できる電池３１でバックアップされたメモリ部１３を備えている。停電時はメモリ部１３に蓄電部１００から電力供給され、実行中の必要なデータが保存され、復帰時に読み出され使用される。

次に、画像形成装置制御部１０の周辺回路について説明する。本実施の形態では、定着装置の加熱部としてＡＣ定着ヒータ３０と、補助ヒータとしてＤＣ定着ヒータ２２を備えている。ＣＰＵ２６の入出力ポート１０ｄには、定着ローラ（図示せず）の表面温度（定着温度）を検出する定着加熱部温度検出回路２８が接続されている。定着加熱部温度検出回路２８は、サーミスタ２８ａと直列に接続された抵抗Ｒ１０とを備えている。定着加熱部温度検出回路２８は、ＡＣ定着ヒータ３０と、ＤＣ定着ヒータ２２に対応する測定領域の温度を検出する回路である。ＤＣ定着ヒータ２２は、立ち上げ時及び連続コピー時の温度落ち込み時に補助ヒータとして使用され、定着装置内部に備えられている。

入出力ポート１０ｄは、リレー１８、放電回路（ＦＥＴ）１９、定着加熱部電力供給ＡＣ回路４３、ＡＮＤ回路２４、停電時に電力供給される特定負荷４１、および画像形成動作を行うために必要なモータ、ソレノイド、クラッチ等と、画像形成動作を行うために必要なセンサ、スイッチ回路等の負荷２１が接続されている。リレー１８と放電回路１９は、定着加熱部温度検出回路２８の温度検出結果により、キャパシタバンク９に蓄電された電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給する。定着加熱部電力供給ＡＣ回路４３は、定着加熱部温度検出回路２８の検出結果により、ＡＣ定着ヒータ３０にキャパシタバンク９に蓄電された電力を供給する。ＡＮＤ回路２４は、蓄電力を特定負荷に供給する信号を出力するポート１に接続されている。

次に、定着加熱部電力供給ＡＣ回路４３について説明する。主電源スイッチ１１のＯＮ時及び通常のコピー動作時には、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給してコピー動作が行われる。ＣＰＵ２６は、定着加熱部温度検出回路２８が予め設定された温度以下の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路３５に、トライアックをＯＮにする信号を入出力ポート１０ｄのポート４から出力する。これにより、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。

定着加熱部温度検出回路２８が予め設定された温度以上の温度を検出すると、ＣＰＵ２６は、フォトトライアックドライブ回路３５に、トライアックをＯＦＦにする信号をポート４から出力する。これにより、ＡＣ定着ヒータ３０への電力供給は停止される。

次に、ＤＣ定着ヒータ２２に電力供給する動作を説明する。ＣＰＵ２６は、主電源スイッチ１１がＯＮにされた場合、充電電圧検出回路１６の充電電圧を確認した後、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために入出力ポート１０ｄのポート３からリレー１８をＯＮにする信号を出力する。次に、ＣＰＵ２６は、入出力ポート１０ｄのポート２から放電回路（ＦＥＴ）１９をＯＮにする信号を出力する。これにより、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。

定着加熱部温度検出回路２８が予め設定された温度以上の温度を検出すると、ＣＰＵ２６は、放電回路（ＦＥＴ）１９をＯＦＦにする信号をポート２から出力し、ＤＣ定着ヒータ２２への電力供給を停止する。なお、定着温度の温度制御をする場合は、リレー１８は常にＯＮ状態とし、放電回路（ＦＥＴ）１９に対してのみＯＮ、ＯＦＦを制御する。

また、連続コピー時に定着加熱部の温度が低下して、未定着画像が発生する温度になると、ＣＰＵ２６は、出力制御部７からの全セル満充電信号または充電電圧検出回路１６の充電電圧を確認した後、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために、入出力ポート１０ｄのポート２から放電回路（ＦＥＴ）１９をＯＮにする信号を出力する。これにより、リレー１８は閉じられているので、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。

次に、蓄電部１００の蓄電力を特定負荷に供給する動作について説明する。停電検知回路８は、商用電源４６の電圧が停電によって低下し、商用電源の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ（定電圧生成回路）１４によって予め設定された定電圧を生成できない電圧であることを検出する回路である。本実施の形態では、図１および図２に示すように停電検知回路８が、商用電源４６を全波整流回路２で整流平滑化した電圧で停電したか否かを検知している。なお、商用電源４６を整流平滑化した電圧で停電を検知することに代えて、停電検知回路８をＤＣ／ＤＣコンバータ１４とダイオードＤ４、Ｄ５の間に配置し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって定電圧化した電圧によって停電したか否かを検知してもよい。また、商用電源４６からの電力供給が瞬断した場合にのみ対応する場合には、停電検知回路８を備えない構成としてもよい。

また、本実施の形態では、ゼロクロス発生回路およびゼロクロス検出回路を使用して、停電を検知している。商用電源４６が正常に電力を供給している時は、ゼロクロス信号が画像形成装置制御部１０のＣＰＵ２６の割り込み制御回路（ＩＮＴ）１０ｂに入力される。例えば、５０Ｈｚの場合は１０ｍ秒毎に割り込みが発生する。停電または商用電源の電圧が低下すると、このゼロクロス信号は欠落し、割り込みは発生しなくなる。

ここで、ゼロクロス生成回路およびゼロクロス検出回路について説明する。ゼロクロス信号発生回路は、フォトカプラを使用している。交流電圧が高くなると抵抗を通して、フォトダイオードに電流が流れフォトトランジスタはＯＮ状態となる。

電圧が低くなると、フォトダイオードの電流は低下し、フォトトランジスタはＯＦＦ状態になる。これにより、ゼロクロス信号発生回路は、ゼロクロス信号を発生させる。また、商用電源の電圧が０になるタイミングでゼロクロス信号が発生する。

次に、ゼロクロス信号の欠落を検知することにより、停電を検出する停電検知回路８について説明する。図３は、停電を検知する回路の一例を示す回路図である。図３に示す停電を検知する回路は、ゼロクロス信号の欠落を検知して、停電を検出する。本回路は、ＣＰＵ２６の内部タイマの機能回路図を示したものである。

タイマカウンタ７２は、内部クロックをカウントする。タイマカウンタ７２は、ゼロクロス信号またはソフト的に内部コントロール回路７７に出すリセット指示信号によりリセットされる。従って、ゼロクロス信号またはリセット指示信号が発生するまで、カウントは継続される。

レジスタ７０は、ソフトにより書き込まれるレジスタであり、ゼロクロス信号の間隔以上の時間をカウントする値が設定されている。本実施の形態の場合、レジスタ７０でカウントする値は、ゼロクロス信号が２回以上であり、例えば５０Ｈｚの場合には２０ｍ秒以上であるが、余裕を見て２５ｍ秒以上となる値を設定してカウントする。

ゼロクロス信号が欠落し、タイマカウンタ７２によってカウントが継続されて、予めレジスタ７０に設定された値までカウントを行うと、比較回路７１が一致信号を発生する。一致信号は、内部のラッチ回路７５によってラッチされ、ポート１に出力される。また、一致信号は、内部割込みを発生させ、ＣＰＵ２６は割り込み処理を実行する。割り込み処理の詳細は後述する。ＣＰＵ２６は、画像形成装置の動作状態により所定の動作を実行後、ソフト的に内部コントロール回路７７にリセット指示信号の送信を指示する。このリセット指示により、ラッチ回路７５及びタイマカウンタ７２は初期化される。

図４は、ゼロクロス信号の欠落によって蓄電力を供給するタイミングを説明するタイミングチャートである。図４の最上段に、基準となる内部クロックを示している。内部クロックによって、時間を計測している。ゼロクロス信号が発生した時点で、タイマカウンタは、カウンタをリセットし、次の内部クロックのパルスからカウントを開始する。

内部クロックによって例えば２０ｍ秒を計測する間に２回のゼロクロス信号の欠落を検出した場合は、ポート１に比較一致信号が出力される。また、比較一致信号は、内部割込みを発生させる。画像形成装置が所定の動作を実行後、内部コントロール回路がリセット指示信号を発生する。これにより、ラッチ回路７５が初期化されて比較一致信号は発生されなくなり、カウンタがリセットされる。

次に、停電時の内部割込み処理について説明する。図５は、画像形成装置制御部が行う内部割込み処理手順を示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ２６は、画像形成装置が待機状態か否かを判断する（ステップＳ７０１）。画像形成装置が待機状態であると判断した場合は（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、ポート１から“１”（Ｈｉｇｈ）信号を出力し（ステップＳ７０２）、処理を終了する。画像形成装置が待機状態でないと判断した場合は（ステップＳ７０１：Ｎｏ）、画像形成動作を実行中であるか否かを判断する（ステップＳ７０３）。

画像形成動作を実行中であると判断した場合は（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２６は画像形成動作中のシートを排出する（ステップＳ７０４）。ＣＰＵ２６は、画像形成動作中であった画像形成動作に必要な情報をメモリ部１３に記憶する（ステップＳ７０５）。ＣＰＵ２６は、駆動系の機器を安全な位置に停止するよう制御する（ステップＳ７０６）。ステップＳ７０３において、画像形成動作を実行中でないと判断した場合は（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、ステップＳ７０７に進む。

ＣＰＵ２６は、信号を送受信中であるか否かを判断する（ステップＳ７０７）。信号とは、例えば他の機器からネットワークを介して送信された画像データ等である。信号を送受信中であると判断した場合は（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２６は信号の送受信を継続する（ステップＳ７０８）。信号を送受信中でないと判断した場合は（ステップＳ７０７：Ｎｏ）、ステップＳ７０９に進む。

ＣＰＵ２６は、ＨＤＤに情報を書き込み中であるか否かを判断する（ステップＳ７０９）。ＨＤＤに情報を書き込み中であると判断した場合は（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２６はＨＤＤに情報の書き込みを継続する（ステップＳ７１０）。ＨＤＤに情報を書き込み中でないと判断した場合は（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、ＣＰＵ２６はポート１から“１”（Ｈｉｇｈ）信号を出力し（ステップＳ７１１）、処理を終了する。

なお、図５に示す処理は、電圧低下を検知し、さらに停電を検知した際に実行する割り込み処理であるが、停電を検知する前の電圧低下を検知した時点で、かかる割り込み処理を実行してもよい。

電圧低下検知回路３７は、商用電源を全波整流したＤＣ電圧の低下を検出する検出回路である。一般的に、画像形成装置は商用電源±１０％での動作を保証しているので、電圧低下検知回路３７は、商用電源−１０％の電圧より低下した場合に電圧低下信号を発生する回路である。

ここで、電圧低下を検出し、停電時に電源供給する回路について説明する。図６は、電圧低下検出および電源供給回路の一例を示す詳細回路図である。本実施の形態は、オープンコレクタのコンパレータ５０を使用した回路によって、画像形成装置が誤動作しない電圧にうちの最も低い電圧に低下したことを検知する。これにより、画像形成装置を誤動作させる電圧以下となる前に、電圧低下を検知することができ、蓄電部１００からの電源供給が可能となる。電圧低下を検出する電圧は、図１の全波整流回路２の出力を平滑化した電圧である。平滑化された電圧は、抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１３によって分割され、分割された電圧をコンパレータ５０の反転入力端子に入力している。一方、非反転入力端子には、ツェナーダイオード５１の電圧を入力している。

なお、抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１３の抵抗値は、正常時には反転入力端子が非反転入力端子より高い電圧になるように決定し、停電時すなわち商用電源が９０Ｖ以下になった時には、反転入力端子が非反転入力端子より低い電圧になるように決定している。これにより、コンパレータ５０の出力電圧は、後述する図７でのＢの電圧波形になる。

画像形成装置制御部１０のポート１の出力は、オープンコレクタのバッファ５２に入力されている。ＣＰＵ２６は、主電源投入時に予め“０”（Ｌｏｗ）信号をポート１から出力しておくので、トランジスタＱ４はＯＦＦ状態になっている。コンパレータ５０の出力は、商用電源が正常時の場合は、“０”（Ｌｏｗ）となっているので、トランジスタＱ３はＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ１、Ｑ２もＯＦＦ状態となり、定電圧生成回路３３の出力は、特定回路２５、特定負荷４１に供給されることはない。

一方、商用電源が９０Ｖ以下になると、反転入力端子が非反転入力端子より低い電圧になるので、コンパレータ５０の出力は、“１”（Ｈｉｇｈ）となり、トランジスタＱ３はＯＮ状態となる。トランジスタＱ３がＯＮ状態となると、トランジスタＱ１、Ｑ２もＯＮ状態となり、定電圧生成回路３３の出力は、特定回路２５、特定負荷４１に供給される。すなわち、蓄電部１００（キャパシタバンク９）からの電力が特定回路２５、特定負荷４１に供給される。

ＣＰＵ２６は、画像形成装置の動作状態により所定の動作を実行後、ポート１から“１”（Ｈｉｇｈ）信号を出力する。トランジスタＱ４はＯＮ状態となり、トランジスタＱ３はＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ１、Ｑ２はＯＦＦ状態となる。これにより、定電圧生成回路３３から特定回路２５、特定負荷４１への電力供給は停止される。

なお、主電源ＯＦＦ時は、オープンコレクタのバッファ５２はＯＦＦ状態なので、トランジスタＱ４はＯＮ状態となり、トランジスタＱ３はＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ１、Ｑ２はＯＦＦ状態となる。よって、定電圧生成回路３３から特定回路２５、特定負荷４１への電力供給は停止されている。これにより、主電源スイッチ１１をＯＦＦにした時は、蓄電部１００（キャパシタバンク９）からの電力が供給されることがなく、無駄な電力消費を防ぐことができる。

図７は、停電時において特定負荷に供給される電力を商用電源から蓄電部に切替えるタイミングチャートの一例を示す説明図である。図７では、図６で示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅでの電圧波形を時系列に示す。

まず、Ａの電圧は、全波整流回路２から出力された電圧を示している。つまり、商用電源の電圧を示す。Ａの電圧が通常の電圧から所定の電圧以下（例えば９０Ｖ以下）に低下した場合には、Ｂの電圧波形であるコンパレータ５０の出力は、上述したように“０”（Ｌｏｗ）から“１”（Ｈｉｇｈ）に変化する。

また、Ｃの部分の波形は、ポート１から出力された信号である。主電源がＯＮの場合は、“０”（Ｌｏｗ）信号が出力され、主電源がＯＦＦの場合は、“１”（Ｈｉｇｈ）信号が出力される。Ｄの部分の波形は、商用電源４６から特定回路２５、特定負荷４１に供給される電圧を示し、Ｅの部分の波形は、蓄電部１００から特定回路２５、特定負荷４１に供給される電圧を示している。Ｅの部分の波形において、蓄電力の供給をＯＦＦにする際には、画像形成装置での不具合が生じないように所定の動作が終了した後にＯＦＦにする。

次に、上述した回路と異なる電圧低下検出および電源供給回路の詳細回路図について説明する。図８は、他の電圧低下検出および電源供給回路の一例を示す詳細回路図である。図８に示す回路図での電圧低下検知には、シャントレギュレータを使用している。本回路では、駆動負荷系に供給する高い電圧を使用して電圧低下を検出する。この電圧の電圧変化の許容範囲は±１０％なので、商用電源−１０％以下に電圧が低下した場合に電圧低下検知回路が動作するようにしている。

次に、図８に示す電圧検知回路の具体的な動作について説明する。電圧低下を検出する電圧が正常な場合には、シャントレギュレータ５３はＯＮ状態となり、トランジスタＱ６がＯＮ状態となる。トランジスタＱ６がＯＮ状態となると、トランジスタＱ５がＯＮ状態となり、トランジスタＱ３がＯＦＦ状態となる。トランジスタＱ３がＯＦＦ状態となると、トランジスタＱ１、Ｑ２がＯＦＦ状態となる。これにより、定電圧生成回路３３から特定回路２５、特定負荷４１への電力供給は停止されている。

電圧低下を検出する電圧が低下すると、シャントレギュレータ５３はＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ６がＯＦＦ状態となる。トランジスタＱ６がＯＦＦ状態となると、トランジスタＱ５がＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ３はＯＮ状態となる。トランジスタＱ３がＯＮ状態となると、トランジスタＱ１、Ｑ２がＯＮ状態となる。これにより、定電圧生成回路３３から特定回路２５、特定負荷４１へ電力が供給される。

ＣＰＵ２６は、画像形成装置の動作状態により所定の動作を実行後、ポート１から“１”（Ｈｉｇｈ）信号を出力する。すると、トランジスタＱ４はＯＮ状態となり、トランジスタＱ３はＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ１、Ｑ２はＯＦＦ状態となる。これにより、定電圧生成回路３３から特定回路２５、特定負荷４１への電力供給は停止される。なお、この一連の動作のタイミングチャートは、上述した図７と同様であるため、図７とその説明を参照し、ここでの説明を省略する。

キャパシタバンク９の電圧は、定電圧生成回路３３に入力され、定電圧生成回路３３は制御回路用の電圧と駆動回路及び駆動電源用の電圧を生成する。定電圧生成回路３３により生成された制御回路用の電源は、トランジスタＱ１及びダイオードＤ６を介して特定回路２５、特定負荷４１に供給される。

電圧低下検知回路３７は、電圧の低下を検知すると不論理のＡＮＤ回路（正論理ＯＲ回路）２４に“０”（Ｌｏｗ）信号を出力する。画像形成装置制御部１０のＣＰＵ２６は、ポート１から予め“０”（Ｌｏｗ）信号を出力しておくので、不論理のＡＮＤ回路はＬｏｗ信号をトランジスタＱ１及びＱ２のベースに出力する。トランジスタＱ１及びＱ２はＯＮ状態となり、定電圧生成回路３３によって生成された制御回路用の電源は、トランジスタＱ１及びダイオードＤ６を介して特定回路２５、特定負荷４１に供給される。定電圧生成回路３３によって生成された駆動回路及び駆動電源用の電源は、トランジスタＱ２及びダイオードＤ７を介して特定回路２５、特定負荷４１に供給される。

画像形成装置制御部１０のＣＰＵ２６は、ゼロクロス信号の欠落を検知すると、停電検知とし、その割り込み処理フローを実行する。画像形成動作を実行中か、またはネットワークを介して、情報の送受信を実施中か、または、ＨＤＤに情報を書き込み中か判断し、何れでもなく、待機中の場合には、ポート１から“１”（Ｈｉｇｈ）信号を不論理のＡＮＤ回路２４に出力する。不論理のＡＮＤ回路２４の出力は“１”（Ｈｉｇｈ）となりトランジスタＱ１及びＱ２はＯＦＦにされ、制御用電源及び駆動回路及び駆動電源用の電源供給は停止される。

画像形成装置制御部１０のＣＰＵ２６は、画像形成動作を実行中である場合に、画像形成動作が終了して定着装置を通過したシートは現状のシート排出部に排出し、未画像シートは別の排出トレーに排出した後、駆動系を停止する。次に、必要な情報をメモリ部１３に記憶させ、駆動系を安全な位置に停止させる。駆動系の例として、光学スキャナの場合は、画像を読み取り後スキャナがリターンする時に電源供給が停止すると、制御が不能になり、スキャナ部がガイド部に追突し最悪の場合は破損する。スキャナをホームポジションに停止後、蓄電部１００からの電源供給を停止すればこの問題は発生しない。

次に、ネットワークを介して、情報の送受信を実施中か確認する。情報の送受信中の場合には情報の送受信を完了させる。次に、ＨＤＤに情報を書き込み中か確認し、ＨＤＤに情報を書き込み中の場合には、ＨＤＤに情報の書き込みを完了させる。この一連の動作を実行後、ポート１から“１”（Ｈｉｇｈ）信号を不論理のＡＮＤ回路２４に出力する。この動作により、情報の欠落、機器の破損等を防止することが可能となる。なお、蓄電部の蓄電力が大きければ、実行中の画像形成動作を完了後、蓄電力供給を停止するようにしてもよい。

停電時以外の通常時の電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって生成され、制御回路用電源は画像形成装置制御部１０及びダイオードＤ５を介して特定回路２５、特定負荷４１に供給される。駆動回路及び駆動電源用の電源は、画像形成装置制御部１０及び負荷２１、ダイオードＤ４を介して特定回路２５、特定負荷４１に供給される。

図９は、商用電源が電圧低下または停電した場合に蓄電力を利用するタイミングを示す説明図である。画像形成装置全体で考えた場合、商用電源の変動に動作保証できる回路、デバイスはマージンも含めると個々に異なる。画像形成装置の場合は、一般的に商用電源±１０％は品質保証している。また、商用電源±１５％になった場合は、動作を保証する機械と、一部の動作保証ができない機械が存在する。停電時の動作を保証するのであれば、商用電源−１０％以下の時に、データのバックアップ等を行う必要があるが、−１０％以下の時にＣＰＵ２６が停電を検知し、そこから停電モードに移行すると、−１０％以下の時もＣＰＵ２６及びその周辺回路を含む特定回路２５に正常に動作する電源を供給する必要がある。

図９を用いて説明する。図９に示すように商用電源を全波整流し、平滑化した電圧は、通常一定の電圧を保っている。しかし、何らかの原因で電圧が電圧Ｘ１（画像形成装置が誤動作する可能性のある電圧より高い電圧）まで低下した場合は、停電と判断されない場合であっても、蓄電部１００から蓄電力を重要な特定回路２５に供給する。その後、自然に電圧が復帰した場合（商用電源から電圧Ｘ１以上の電圧が供給された場合）は、画像形成装置制御部１０は停電モードに移行せず、蓄電力の供給を停止する。このように電力が供給されることにより、電圧がさらに低下して誤動作する可能性がある場合に、誤動作する前に蓄電部１００から電力を供給することができるため、停電の検知や停電モードでの動作に支障をきたすことがない。

また、復帰後再び停電等により電圧が電圧Ｘ１に低下した場合は、蓄電部１００から蓄電力を供給する。これにより、停電となる前に、電力を供給することができるため、重要な動作を保障することができる。さらに電圧が電圧Ｘ２に低下して停電を検知した場合は、電力を供給されている画像形成装置制御部１０の特定回路２５は、停電モードに移行して、所定の動作を実行する。所定の動作を実行後、停電モードを終了し、蓄電力の供給を停止する。

なお、商用電源の電圧が電圧Ｘ１より低下した場合に、蓄電部１００からの蓄電力の供給は、上述したように電圧Ｘ１以上の電圧が検知されるまで供給するほか、所定の時間蓄電力を供給するようにしてもよい。

このように、実際に停電が発生した場合には、動作保証が未確定な電圧に低下する前に電圧の低下を検知して蓄電力を供給するため、従来電力の供給が不安定になることによって生じていた特定回路２５への電力不足による停電検知ミスや駆動系の機器の異常な動作を防ぎ、画像形成実行中の画像データや、ネットワークを介して受信しているデータを保持することができる。

また、従来は、商用電源からの電力の供給が遮断された場合であっても画像形成装置の動作を一定期間保証するため、所定の電圧を特定回路や特定負荷に供給できるよう定電圧生成回路が複雑になっていたが、本実施の形態では、所定の電圧に低下したことを検知した時点で、特定回路や特定負荷に対して蓄電部から蓄電力が供給されるため、定電圧生成回路の構成を簡易にすることができる。

また、商用電源からの電力供給が遮断された場合に、停電を検知する前に、電圧の低下を検知することで、特定回路や特定負荷に瞬時でも電力供給が中断されることを避けることができ、停電時の動作を円滑に実行することができる。

なお、電圧低下を検出した際に、電力を供給する負荷は、上述したように特定回路２５と特定負荷４１のみではなく、電力を必要とするすべての回路や負荷に供給するようにしてもよい。また、通常時に電力を供給している回路や負荷ではなく、電圧低下時のみに動作させる回路や負荷に電力を供給して電圧低下時に特有の動作を実行したり、電圧低下時専用のメモリにデータを保管するようにしてもよい。

次に、画像形成装置の定着装置について簡単に説明する。図１０は、定着装置の概略構成を示す縦断側面図である。図１０に示すように、定着装置１１１は、定着部材である定着ローラ１２１、加圧部材である加圧ローラ１２３及び加圧ローラ１２３を一定の加圧力で定着ローラ１２１に押し当てる加圧部（図示せず）を備えている。定着ローラ１２１及び加圧ローラ１２３は、駆動機構（図示せず）により回転駆動される。

また、定着装置１１１には、ＡＣ定着ヒータ３０と、ＤＣ定着ヒータ２２の２つと、定着ローラ１２１の表面温度検出するサーミスタ２８ａが設けられている。これらのＡＣ定着ヒータ３０、ＤＣ定着ヒータ２２は、定着ローラ１２１の内部に配置されており、その定着ローラ１２１を内部から加熱して定着ローラ１２１に熱を供給する。また、サーミスタ２８ａは、定着ローラ１２１の表面にそれぞれ当接され、定着ローラ１２１の表面温度（定着温度）を検出する。

ＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ２２は、定着ローラ１２１の温度が目標温度に達していないときにＯＮにされて定着ローラ１２１を加熱するヒータである。また、ＤＣ定着ヒータ２２は、画像形成装置の主電源投入の時や省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立ち上げ時等、すなわち、定着装置１１１のウォームアップ時に蓄電部の蓄電力を使用して定着装置の立ち上げを補助する補助ヒータである。

このような定着装置１１１では、トナー画像を担持したシートが定着ローラ１２１と加圧ローラ１２３とのニップ部を通過する際に定着ローラ１２１及び加圧ローラ１２３によって加熱及び加圧される。これにより、シートにはトナー画像が定着される。

なお、本実施の形態では、外部電源の一例として画像形成装置に商用電源が供給される場合について説明したが、外部電源は商用電源に限らず自家発電装置から供給される電源のように画像形成装置の外部から供給される電源を含むものである。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第２の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部は、商用電源の電圧低下、瞬断または、停電の場合に、商用電源から電力を供給する電源線と、蓄電部から電力を供給する電源線を接続することにより、商用電源の電圧が、蓄電部の電圧より低下した場合には蓄電部の蓄電力が特定負荷に供給される。

本発明が適用される画像形成装置の電源供給部の構成例について、第１の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。図１１は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかる電源供給部において、第１の実施の形態と異なる点は、電圧低下検知回路３７を備えていないことである。本実施の形態では、電圧低下検知回路３７に代えて、商用電源から電力を供給する電源線と、蓄電部から電力を供給する電源線を接続することにより、商用電源の電圧が、蓄電部の電圧より低くなった場合に、自動的に蓄電部から電力が供給される。なお、個々の機能は、より詳細な図１２を用いて説明する。

図１２は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の詳細回路図である。第１の実施の形態と異なる部分を説明する。本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧を定電圧生成回路３３の出力電圧より予め高く設定する。これにより、通常時は商用電源の電力が供給され、定電圧生成回路３３の電力すなわち蓄電部１００から供給される電力が特定回路２５や特定負荷４１に供給されることはない。他方、商用電源の電圧低下、瞬断または停電の場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧が蓄電部１００を利用して生成された定電圧生成回路３３の電源の電圧より低下した場合には蓄電部１００の蓄電力が特定回路２５、特定負荷４１に自動供給される。

また、停電検知回路８において、ゼロクロス信号の欠落によって停電を検知した場合は、第１の実施の形態で説明した所定の動作を実施した後、定電圧生成回路３３の電源から特定負荷４１への電力供給を停止する信号がポート１から出力される。

以上説明したように本実施例の形態によれば、商用電源の瞬断、一時的な電圧低下または停電が発生した場合は、切替回路等の制御を行うことなく、補助電源側から自動的に電源供給し、その後停電を検知した場合に停電モードを実行する構成とすることにより、特定回路２５や特定負荷４１に途切れることなく電源を供給することができ、商用電源の瞬断、一時的な電圧低下または停電時における画像形成装置の動作を保証することができ、信頼性が高い画像形成装置を提供することができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第３の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部は、商用電源の電圧低下、瞬断または停電を検出し、蓄電手段の蓄電力を特定負荷に供給する。

まず、本実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部の構成例について説明する。図１３は、第３の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。図１３に示す画像形成装置の電源供給部は、商用電源の容量が不足した場合に、蓄電部の蓄電力を画像形成装置の大きな電力を必要とする負荷（例えば駆動負荷）に供給し、余ったＡＣ電力を定着装置の加熱部に供給する。これにより、画像形成装置の連続コピー時の温度落ち込みを防止、または定着立ち上げ時間の短縮を図るとともに、蓄電部の蓄電力を、商用電源の電圧低下、瞬断または、停電を検出した時に、画像形成装置の特定回路、特定負荷に供給する。

図１３に示した画像形成装置の電力供給部を説明する。まず、蓄電部２０７について説明する。本実施の形態の蓄電部２０７は電気２重層コンデンサを直列に接続して使用している（以下、電気２重層コンデンサを直列に接続したものをキャパシタバンク２０７ｂという）。

蓄電部２０７は、図示はしない電気２重層コンデンサ個々のセルが満充電になると充電をバイパスするバイパス回路と、セルの何れかが満充電になると単セル満充電信号を発生する回路と、すべての電気２重層コンデンサが満充電になると、全セル満充電信号を発生する回路とを有した均等化回路２０７ａを設けている。なお、キャパシタバンク２０７ｂは、対象とする画像形成装置の連続コピー時の温度落ち込みを防止できるＡＣ電力を補助できる容量または必要とする定着立ち上げ時間を達成できるＡＣ電力を補助できる容量を備えたセル構成としている。

次に、キャパシタバンク２０７ｂに充電された電圧を検出する充電電圧検出回路２０８について説明する。充電電圧検出回路２０８は、抵抗で構成された分割回路を構成され、キャパシタバンク２０７ｂの端子間電圧を検出している。この充電電圧検出回路２０８の出力は、充電制御回路２０６に入力される。

次に、キャパシタバンク２０７ｂに充電する時の充電電流を検出する充電電流検出回路２３５について説明する。充電電流検出回路２３５は、キャパシタバンク２０７ｂと直列に接続された抵抗を流れる電流を端子間電圧として検出している。この充電電流検出回路２３５の出力は、充電制御回路２０６に入力される。

次に、充電制御回路２０６について説明する。充電制御回路２０６には、商用電源を全波整流回路２３０によって全波整流され平滑回路（図示せず）によって平滑化された電圧が入力される。充電制御回路２０６は、キャパシタバンク２０７ｂに充電するための電圧を生成する回路と、この出力電圧を制御する出力電圧制御回路とで構成される。この充電制御回路２０６は、充電電圧検出回路２０８と、充電電流検出回路２３５の出力を検出することにより、定電流充電、定電力充電または定電圧充電を行う。

次に、充電制御回路２０６の動作について説明する。充電制御回路２０６は、キャパシタバンク２０７ｂの端子間電圧を充電電圧検出回路２０８の出力によって検出し、キャパシタバンク２０７ｂの端子間電圧が、予め設定された値より低い場合には、充電電圧検出回路２０８の電圧を逐次検出し、この電圧に対応した、予め設定された定電流充電を行う。

キャパシタバンク２０７ｂの端子間電圧が予め設定された値以上になると、充電制御回路２０６は、定電力充電を行うために、キャパシタバンク２０７ｂの充電電流と、キャパシタバンク２０７ｂの端子間電圧の検出を逐次行ない、検出した充電電流と充電電圧から予め設定された定電力充電を行う。

次に、充電制御回路２０６は、均等化回路２０７ａから出力される何れかの単セル満充電信号を検出すると、再び予め設定された定電流充電を行う。充電制御回路２０６は、全てのキャパシタセルの満充電信号を検出すると、一定期間定電圧充電を行い、その後充電動作を停止する。

次に、画像形成装置制御部２０３について説明する。画像形成装置制御部２０３は、図示はしない画像形成装置の全体を制御するコントローラ部、画像形成動作を行うエンジン制御部、パネルを操作して使用者が行うシステム設定の入力とシステムの設定内容状態の表示を制御する操作部制御回路部、原稿を光学的に読み取る読取制御部、画像データをドラム上に書き込む書き込み制御部等で構成され、本実施の形態ではこれらを合わせて画像形成装置制御部２０３とする。

また、画像形成装置制御部２０３は、停電時の時に電力供給される特定回路２０３ａを設けている。特定回路２０３ａは、ＣＰＵ２０３ｂ及びポート等の周辺回路、スキャナ制御回路２０３ｃ等を備えている。ＣＰＵ２０３ｂには、図示しないが、内部バスで接続されたシリアルコントローラ、入出力ポート、Ａ／Ｄコンバータ、割り込み制御回路、ＮＶ−ＲＡＭ及びＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等が接続されている。

また、停電時に電力供給される制御部として、ＬＡＮインタフェース回路２３３と、ＨＤＤ制御部２０２を備えている。ＬＡＮインタフェース回路２３３は、社内ＬＡＮとコントローラ部との通信インタフェースボードである。外部機器との通信は、ＬＡＮインタフェース回路２３３を経由して実施される。ＬＡＮインタフェース回路２３３と外部機器との通信中に停電すると、通信が中断されデータが消失するので、通信が完了するまで蓄電部２０７からこの回路に電力供給する。

ＨＤＤ制御部２０２は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読取り画像や書込み画像のイメージデータ（すなわち画像データ）ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。データを格納中に停電すると、データが欠落することになるので、必要なデータを格納するまで蓄電部２０７からこの回路にも電力供給される。

また、画像形成装置制御部２０３は、電源ＯＦＦ時もデータを記憶できる電池でバックアップされたメモリ部２３４を有している。停電時にはこのメモリ部にも蓄電部２０７から電力供給され、実行中の必要なデータが保存され、復帰時に読み出され使用される。

次に、画像形成装置制御部２０３の定着制御について説明する。本実施の形態の場合は、定着加熱部２１２としてＡＣ定着ヒータを備えている。このＡＣ定着ヒータによって加熱される定着ローラの表面温度を、温度検出素子２１３のサーミスタにより検出している。定着加熱部の温度制御回路２１１は、この温度検出素子２１３によって温度検出を行い、定着加熱部２１２に供給する電力を制御することにより、定着ローラの表面温度が一定温度になるように制御している。

次に、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力を使用することにより、定着加熱部２１２に供給する電力を増やす方法について説明する。キャパシタバンク２０７ｂの端子間電圧は、放電すると低下するので、定電圧生成回路２０９によって定電圧を生成するようにしている。この出力は、商用電源から供給されたＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の出力と、蓄電部２０７から供給された定電圧生成回路２０９の出力とを切替える切替回路２１０に入力される。本実施の形態の場合は、切替回路２１０にリレーを使用しているが、トタンジスタ、ＦＥＴ等でもよい。切替回路２１０のリレー２１０ａ、２１０ｂは、切り替え回路駆動回路２２１により開閉される。切り替え回路駆動回路２２１は、画像形成装置制御部２０３によって制御される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の出力は、リレー２１０ａ、ダイオードＤ６を介して蓄電力を使用する負荷２１６（例えば画像形成装置の大きな電力を必要とする駆動負荷）に供給されている。また、定電圧生成回路２０９の出力は、リレー２１０ｂ、ダイオードＤ７を介して蓄電力を使用する負荷２１６に供給されている。

画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、連続コピー時に定着加熱部の温度が低下して未定着画像が発生する温度になると、切替回路２１０のリレー２１０ｂを閉じる信号を出力する。次に、リレー２１０ａを開放する信号を、切り替え回路駆動回路２２１に出力する。リレー２１０ａが開放されることによって余ったＡＣ電力を定着加熱部２１２に供給し、連続コピー時の温度落ち込みの改善を行っている。

また、主電源投入時等の定着立ち上げ時も、切替回路２１０のリレー２１０ｂを閉じる信号を出力する。次に、切り替え回路駆動回路２２１が、リレー２１０ａを開放する信号を出力する。リレー２１０ａが開放されることによって余ったＡＣ電力を定着加熱部２１２に供給し、定着の立ち上がり時間を早くしている。

次に、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力を特定負荷に供給する場合を説明する。電圧低下検知回路２２２は、商用電源２０１の電圧が低下し、画像形成装置制御部２０３が誤動作する可能性のない電圧のうち最も低い電圧を検出する電圧低下検知回路２２２である。一般的に画像形成装置は、商用電源±１０％での動作を保証しているので、商用電源−１０％の電圧より低下した場合に、電圧低下検知回路２２２は、電圧低下信号を発生する回路構成としている。

次に、具体的な電圧低下検知回路２２２の動作を説明する。全波整流回路２３０の出力は、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の分割回路に供給されている。この抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４により分割された電圧は、オープンコレクタのコンパレータ２２２ａの＋端子に入力される。一方、コンパレータ２２２ａの−端子には、抵抗Ｒ１に直列に接続されたツェナーダイオード２２２ｂの電圧が入力されている。従って、全波整流回路２３０の電圧が低下してもコンパレータ２２２ａの−端子の電圧は一定であるが、＋端子の電圧は、商用電源の電圧降下に比例して低下する。

コンパレータ２２２ａの出力は、全波整流回路２３０の出力が正常電圧の範囲以内の場合には、“０”（Ｌｏｗ）の信号を出力している。しかし、全波整流回路２３０の出力が所定の電圧（ツェナーダイオード２２２ｂの電圧）以下になると、“１”（Ｈｉｇｈ）の信号を出力する。

コンパレータ２２２ａの出力が“０”（Ｌｏｗ）の場合は、電力切り替え回路２２３のトランジスタ２２３ａはＯＦＦとなるので、停電時に電力供給する開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａもＯＦＦとなる。

コンパレータ２２２ａの出力が“１”（Ｈｉｇｈ）の場合であり、トランジスタ２２３ｂがＯＦＦの場合は、電力切り替え回路２２３のトランジスタ２２３ａはＯＮとなり、停電時に電力供給する開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａがＯＮとなるため、定電圧生成回路２０９の出力がトランジスタ２１８ａを介して停電時に電力供給する特定負荷２１７に供給される。

なお、特定負荷２１７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の出力もダイオードＤ１を介して供給されているので、どちらかの高い電圧により、特定負荷２１７は動作する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の出力が定電圧生成回路２０９の出力電圧より低下すると、自動的に定電圧生成回路２０９の出力（蓄電部２０７）側に電力供給が切り替わる。なお、画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、電源投入時に予めトランジスタ２２３ｂがＯＦＦする信号を出力しておく。

次に、停電検知回路２０４について説明する。停電検知回路２０４は、商用電源２０１の電圧が低下し、画像形成装置制御部２０３が誤動作する可能性のある電圧までの低下を検出する回路である。本実施の形態の場合は、ゼロクロス信号発生回路を使用して、停電を検知している。詳細は、上述したゼロクロス信号の説明を参照する。

商用電源が正常時はゼロクロス信号が、画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂの割り込み端子（図示せず）に入力される。従って、５０Ｈｚの場合は１０ｍ秒毎に割り込みが発生することになる。停電または商用電源の電圧が低下すると、このゼロクロス信号は欠落し、割り込みは発生しなくなる。

次に、停電時の画像形成装置の動作を説明する。画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、ゼロクロス信号の欠落を検知すると、停電検知と判断してその割り込み処理フローを実行する。画像形成動作を実行中か、またはネットワークを介して情報の送受信を実施中か、またはＨＤＤに情報を書き込み中かのいずれかを判断する。いずれでもなく、待機中の場合には、電力切り替え回路２２３に“１”（Ｈｉｇｈ）の信号を出力する。電力切り替え回路２２３のトランジスタ２２３ｂはＯＮにされ、トランジスタ２２３ａはＯＦＦにされ、停電時に電力供給する開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａはＯＦＦにされ、蓄電力の電力供給は停止される。

画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、画像形成動作が実行中の場合には、画像形成動作が終了して定着装置を通過したシートが存在する場合は、現状のシート排出部に排出する。未画像シートが存在する場合は、別の排出トレーに排出した後、駆動系を停止する。次に、必要な情報をメモリ部２３４に記憶させ、駆動部を安全な位置に停止させる。駆動部を安全な位置に停止させる例として、例えば光学スキャナの場合、画像を読み取り後スキャナがリターンする際に電源供給が停止すると、制御が不能になり、スキャナ部がガイド部に追突し、最悪の場合は破損する。このような場合、スキャナをホームポジションに停止した後、蓄電部２０７からの電源供給を停止すればこの問題は発生しない。

次に、ネットワークを介した情報の送受信が実施中か否かを確認する。情報の送受信中の場合には情報の送受信を完了させる。次に、ＨＤＤに情報を書き込み中か否かを確認し、ＨＤＤに情報を書き込み中の場合には、ＨＤＤに情報の書き込みを完了させる。この一連の動作を実行後、電力切り替え回路２２３に“１”（Ｈｉｇｈ）の信号を出力する。電力切り替え回路２２３のトランジスタ２２３ｂはＯＮにされ、トランジスタ２２３ａはＯＦＦにされ、停電時に電力供給する開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａはＯＦＦにされ、蓄電力の電力供給は停止される。それらの動作により、情報の欠落、機器の破損等を防止することが可能となる。この一連の動作は、上述した図５およびその説明を参照し、ここでの説明を省略する。なお、蓄電部の蓄電力が大きければ、実行中の画像形成動作を完了後、蓄電力供給を停止してもよい。

停電時以外の通常時の電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５によって生成され、制御回路用電源は画像形成装置制御部２０３、一般負荷２１４、一般駆動負荷２１５及びダイオードＤ１を介して特定回路２０３ａ、特定負荷２１７に供給される。駆動負荷２１７ａは、例えばスキャナ制御部のモータ、または画像形成途中のシートを機外に排出する搬送モータ等である。

定電圧生成回路２０９から供給された電圧は、停電時に電力供給される制御部用の電源を生成する定電圧電源回路２２０に供給される。この電圧は、停電時に電力供給される特定負荷２１７と、ダイオードＤ９を介してメモリ部２３４、ＨＤＤ制御部２０２、ＬＡＮインタフェース回路２３３に供給される。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第４の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部は、商用電源の電圧低下、瞬断または停電時に、蓄電部の蓄電力を特定負荷に供給する。

まず、本実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部の構成例について説明する。図１４は、第４の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。図１４に示す画像形成装置の電源供給部は、第３の実施の形態とは、商用電源から供給された電力で定電圧を生成する定電圧電源と、商用電源または蓄電部から供給された電力から定電圧を生成する定電圧電源を備える点が異なる。

上述した構成による電力供給動作について説明する。蓄電部２０７（キャパシタバンク２０７ｂ）は、図１３と同様に充電制御回路２０６によって充電される。充電された蓄電力は、蓄電力側に切り替える切替回路２２４とダイオードＤ２を介して、定電圧電源２２６に供給される。定電圧電源２２６の電力は、蓄電力を負荷に供給する開閉回路２３１を介して、蓄電力を使用する負荷２１６に供給されている。

画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、連続コピー時に定着加熱部の温度が低下して未定着画像が発生する温度になると、商用電源側に切り替える切替回路２２５を開放する。次に、蓄電力を負荷に供給する開閉回路２３１を閉じる。切替回路２２５が開放されることにより、余ったＡＣ電力を定着加熱部２１２に供給し、連続コピー時の温度落ち込みの改善を行っている。

また、主電源投入時等の定着立ち上げ時も、商用電源側に切り替える切替回路２２５を開放し、次に、蓄電力を負荷に供給する開閉回路２３１を閉じる。切替回路２２５が開放されることにより、余ったＡＣ電力を定着加熱部２１２に供給して定着の立ち上がり時間を早くしている。

なお、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力を使用する必要がない場合には、蓄電力側に切り替える切替回路２２４は開放され, 商用電源側に切り替える切替回路２２５は閉じられて、蓄電力を負荷に供給する開閉回路２３１も閉じられる。商用電源側から供給される電力によって定電圧電源２２６は定電圧を生成し、蓄電力を負荷に供給する開閉回路２３１を介して蓄電力を使用する負荷２１６に電力が供給される。

電圧低下検知回路２２２は、全波整流回路２３０の出力が正常電圧の範囲以内の場合に、コンパレータ２２２ａから“０”（Ｌｏｗ）の信号を出力し、全波整流回路２３０の出力が所定の電圧（ツェナーダイオード２２２ｂの電圧）以下になると、“１”（Ｈｉｇｈ）の信号を出力する。

コンパレータ２２２ａの出力が“０”（Ｌｏｗ）、すなわち全波整流回路２３０の出力が正常電圧の範囲以内である場合は、電力切り替え回路２２３のトランジスタ２２３ａはＯＦＦとなるので、蓄電力側に切り替える切替回路２２８のトランジスタ２２８ａもＯＦＦとなり、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力は、定電圧電源２２６に供給されない。

コンパレータ２２２ａの出力が“１”（Ｈｉｇｈ）、すなわち電圧が低下した場合で、かつトランジスタ２２３ｂがＯＦＦの場合は、電力切り替え回路２２３のトランジスタ２２３ａはＯＮとなるので、蓄電力側に切り替える切替回路２２８のトランジスタ２２８ａもＯＮとなり、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力は、ダイオードＤ３を介して定電圧電源２２６に供給される。

定電圧電源２２６に供給される電力によって切替回路２２８のトランジスタ２２８ａをＯＮにする。トランジスタ２２８ａがＯＮになると、停電時に電力供給する開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａもＯＮとなり、定電圧電源２２６の電力が、停電時に電力供給する特定負荷２１７に供給される。

なお、特定負荷２１７には、定電圧電源２２７の出力もダイオードＤ１を介して供給されているので、どちらかのより高い電圧によって特定負荷２１７は動作する。定電圧電源２２６の出力が、定電圧電源２２７の出力電圧より低下すると、自動的に定電圧電源２２７の出力（蓄電部２０７）側に電力供給が切り替わる。なお、画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、電源投入時に予め、トランジスタ２２３ｂをＯＦＦにする信号を出力しておく。

次に、定電圧電源２２６に供給する部分の別の実施の形態について説明する。図１５は、商用電源の電圧低下を検知し、蓄電部の蓄電力を定電圧電源に供給する部分の構成を示すブロック図である。

図１５に示す回路図での電圧低下検知回路は、シャントレギュレータを使用した回路で構成されている。この回路での電圧低下を検出する電圧は、図１４に示す駆動負荷系の高い電圧を使用している。この電圧の電圧変化の許容範囲は商用電源±１０％なので、商用電源−１０％以下の場合に、電圧低下検知回路２３６が動作するようにしている。

以下に、具体的な動作を説明する。電圧低下を検出する電圧が正常時には、シャントレギュレータ２３６ｂはＯＮ状態となり、トランジスタ２３６ａもＯＮ状態となる。トランジスタ２３６ａがＯＮ状態となると、蓄電力側に切り替える切替回路２２８のトランジスタ２２８ａはＯＦＦになる。トランジスタ２２８ａをＯＦＦにすると、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力は、定電圧電源２２６に供給はされない。

検出対象の電圧が低下すると、シャントレギュレータ２３６ｂはＯＦＦ状態となり、トランジスタ２３６ａもＯＦＦ状態となる。画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、電源投入時に予めトランジスタ２２３ｂをＯＮにする信号を出力しておくと、蓄電力側に切り替える切替回路２２８のトランジスタ２２８ａはＯＮになる。トランジスタ２２８ａがＯＮになると、キャパシタバンク２０７ｂの蓄電力は、定電圧電源２２６に供給される。なお、図１５で示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅでの電圧波形は、図７と同様であるため、図７とその説明を参照し、ここでの説明を省略する。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第５の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部は、商用電源の電圧低下、瞬断または停電時に、蓄電部の蓄電力を特定負荷に供給する。

まず、本実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部の構成例について説明する。図１６は、第５の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。図１６に示す画像形成装置の電源供給部は、第３の実施の形態とは、商用電源から供給された電力で定電圧を生成する定電圧電源と、商用電源または蓄電部から供給された電力から定電圧を生成する定電圧電源を備える点が異なる。

本実施の形態について、第３の実施の形態と異なる点を説明する。本実施の形態では、定電圧生成回路２０９の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の出力電圧より低い電圧に予め設定されている。画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、電源投入時に予め停電時に電力供給する開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａをＯＮにする信号を出力しておく。

商用電源の電圧低下、瞬断または停電してＤＣ／ＤＣコンバータ２０５の出力電圧が定電圧生成回路２０９の出力電圧より低下すると、トランジスタ２１８ａとダイオードＤ１０を介して自動的に定電圧生成回路２０９の電力が停電時に電力供給する特定負荷２１７に供給される。画像形成装置制御部２０３のＣＰＵ２０３ｂは、停電時の一連の動作が終了すると、開閉回路２１８のトランジスタ２１８ａをＯＦＦにする信号を出力し、蓄電力の供給を停止する。

以上説明したように本実施例の形態によれば、商用電源の瞬断、一時的な電圧低下または停電した場合に、補助電源側から自動的に電源供給を行い、その後停電の確認を行った場合に停電モードを実行する構成とすることにより、商用電源の瞬断、一時的な電圧低下または停電時における画像形成装置の動作を保証し、信頼性が高い画像形成装置が提供できる。

（第６の実施の形態）
第６の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部の構成例について説明する。図１７は、第６の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。図１７に示す画像形成装置の電源供給部は、電圧低下検知回路に代えて、蓄電力供給回路を備える点が上述した実施の形態と異なる。

本実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部は、商用電源の電圧低下、瞬断または停電時に、画像形成装置制御部によって制御されることなく、蓄電部の蓄電力を負荷２１及び画像形成装置制御部１０に供給する。また、本実施の形態にかかる電源供給部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４から出力される電圧と、蓄電部１００の蓄電力を安定化して定電圧生成回路３３から出力される電圧を、常時画像形成装置の負荷２１及び画像形成装置制御部１０に供給可能状態にする。

本実施の形態にかかる電源供給部は、主電源スイッチ１１と、フィルタ１と、停電検知回路８と、全波整流回路２と、充電回路１０１と、蓄電部１００と、定電圧生成回路３３と、画像形成装置制御部１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、負荷２１と、蓄電力供給回路１０３とを備えている。ここで、主電源スイッチ１１と、フィルタ１と、停電検知回路８と、全波整流回路２と、充電回路１０１と、蓄電部１００と、定電圧生成回路３３と、画像形成装置制御部１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、負荷２１は、上述した実施の形態と同様であるため、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。

蓄電力供給回路１０３は、蓄電部１００から定電圧生成回路３３を介して出力される電圧を負荷２１および画像形成装置制御部１０に供給する。蓄電力供給回路１０３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４から出力された電圧が、定電圧生成回路３３から出力された電圧より低い場合に、負荷２１および画像形成装置制御部１０に定電圧生成回路３３から出力される電力を供給する。

次に、本実施の形態にかかる電力供給部の動作について説明する。まず、商用電源４６から供給された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４により定電圧化される。定電圧化された電圧は、ダイオードＤ５を介してあまり大きな電力を必要としない一般負荷２１ａ及び画像形成装置制御部１０に供給される。また、定電圧化された電圧は、ダイオードＤ４を介して比較的大きな電力を必要とする負荷２１ｂであるソレノイド、クラッチ、モータ等の駆動系負荷に供給される。

一方、定電圧生成回路３３は、蓄電部１００から供給される蓄電力を安定化して出力する。定電圧生成回路３３は、一般負荷２１ａ及び画像形成制御部１０に供給する電力と、比較的大きな電力を必要とする負荷２１ｂに供給可能な状態で電力を発生させる。具体的には、定電圧生成回路３３から供給される電力は、蓄電力供給回路１０３のトランジスタＱ１に供給される。また、定電圧生成回路３３から出力された電圧は、トランジスタＱ２に供給される。

また、商用電源４６から電力が供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が電圧を出力すると、一般負荷２１ａ及び画像形成装置制御部１０に供給される電源電圧は、抵抗Ｒ１０及び抵抗Ｒ１１の分圧回路によって検出される。検出された電圧は、トランジスタＱ３に供給され、トランジスタＱ３はＯＮ動作を行う。トランジスタＱ３がＯＮ動作を行うと、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ１もＯＮ動作を行う。これにより、トランジスタＱ１の出力は、ダイオードＤ６を介して、一般負荷２１ａ及び画像形成装置制御部１０に供給可能な状態となる。また、ＯＮにされたトランジスタＱ２の出力は、ダイオードＤ７を介して、比較的大きな電力を必要とする負荷２１ｂに供給可能な状態となる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４から供給する電圧が、蓄電部１００から供給される電圧より低くなった場合は、蓄電部１００からの電力が一般負荷２１ａ、比較的大きな電力を必要とする負荷２１ｂ及び画像形成装置制御部１０に供給される。

また、主電源スイッチ１１がＯＦＦにされて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が電圧を出力しなくなると、抵抗Ｒ１０及び抵抗Ｒ１１の分圧回路による電圧は発生しなくなるので、トランジスタＱ３はＯＦＦ動作を行う。トランジスタＱ３がＯＦＦ動作を行うと、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ１もＯＦＦ動作を行い、蓄電力の供給は停止される。これにより、主電源スイッチ１１がＯＦＦの場合は、蓄電部１００からの電力の出力を停止することができるため、蓄電部１００からの不必要な放電を防ぐことができる。

なお、ダイオードＤ６及びダイオードＤ７を介して出力される定電圧生成回路３３の出力電圧は、ダイオードＤ４及びダイオードＤ５を介して出力されるＤＣ／ＤＣコンバータ１４の電圧より低く設定され、かつ、画像形成装置が正常な動作可能な電圧に予め設定されている。

このように、本実施の形態では、主電源スイッチ１１がＯＮにされて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が電圧を出力している間は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４から出力される電圧より低い電圧が電圧生成回路３３から供給可能な状態にある。商用電源の瞬断あるいは電圧低下によりＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧が電圧生成回路３３の出力電圧より低下した場合には、自動的に電圧生成回路３３から電力が供給される。

なお、本実施の形態では、蓄電部１００に充電するための充電回路１０１を備えているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４から出力される電圧によって充電するようにしてもよい。

次に、他の実施の形態にかかる画像形成装置における電力供給部の構成例について説明する。図１８は、他の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。図１８に示す画像形成装置の電源供給部は、画像形成装置制御部１０が動作している期間、蓄電部１００からの出力を、常時画像形成装置の負荷２１及び画像形成装置制御部１０に供給する。

次に、本実施の形態にかかる電源供給部の動作について説明する。なお、上述した第６の実施の形態と異なる部分を説明する。ＣＰＵ２６は、主電源スイッチ１１をＯＮにされた最初の初期設定時にポート１から“Ｌｏｗ”信号を出力する。出力された“Ｌｏｗ”信号によって、オープンコレクタのインバータ１０４の出力が“Ｈｉｇｈ”となる。インバータ１０４の出力が“Ｈｉｇｈ”となることにより、トランジスタＱ４がＯＮになり、さらにトランジスタＱ１及びトランジスタＱ２はＯＮ動作を行う。これにより、蓄電部１００の蓄電力からの出力は、常時画像形成装置の負荷２１及び画像形成装置制御部１０に供給可能な状態になる。

また、停電時の処理（図５に示す内部割込み処理）が終了した場合は、ＣＰＵ２６はポート１から“Ｈｉｇｈ”信号を出力する。“Ｈｉｇｈ”信号の出力によってトランジスタＱ４はＯＦＦになり、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ１はＯＦＦ動作を行う。これにより、蓄電部１００からの蓄電力を供給できない状態になる。

以上、本発明を第１〜第６の実施の形態、および変形例を用いて説明してきたが、上述した実施の形態には多様な変更または改良を加えることができる。また、上述した第１〜第６の実施の形態、および変形例において説明した構成や機能は、自由に組み合わせることができる。

また、上述した実施の形態では、画像形成装置を一例として説明したが、画像形成装置は、具体的には、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの機能を複合した複合機等である。また、本実施の形態は、画像形成装置に限らず、商用電源の瞬断、一時的な電圧低下または停電した場合に、補助電源側から自動的に電源供給をするような装置であれば、どのような装置に適用してもよい。

第１の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の詳細回路図である。 停電を検知する回路の一例を示す回路図である。 ゼロクロス信号の欠落によって蓄電力を供給するタイミングを説明するタイミングチャートである。 画像形成装置制御部が行う内部割込み処理手順を示すフローチャートである。 電圧低下検出および電源供給回路の一例を示す詳細回路図である。 停電時において特定負荷に供給される電力を商用電源から蓄電部に切替えるタイミングチャートの一例を示す説明図である。 他の電圧低下検出および電源供給回路の一例を示す詳細回路図である。 商用電源が電圧低下または停電した場合に蓄電力を利用するタイミングを示す説明図である。 定着装置の概略構成を示す縦断側面図である。 第２の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の詳細回路図である。 第３の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。 第４の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。 商用電源の電圧低下を検知し、蓄電部の蓄電力を定電圧電源に供給する部分の構成を示すブロック図である。 第５の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。 第６の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。 他の実施の形態にかかる画像形成装置の電源供給部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ フィルタ
２、２３０ 全波整流回路
３ 電圧可変部
７ 出力制御部
７ａ ＣＰＵ
７ｂ シリアルコントローラ（ＳＩＣ）
７ｃ Ａ／Ｄコンバータ
７ｄ 充電電流検出回路
７ｅ ＰＷＭ発生回路
８ 停電検知回路
９ キャパシタバンク
９ａ キャパシタセル
１０ 画像形成装置制御部
１０ａ Ａ／Ｄコンバータ
１０ｂ 割り込み制御回路（ＩＮＴ）
１０ｃ シリアルコントローラ（ＳＣＩ）
１０ｄ 入出力ポート
１１ 主電源スイッチ
１３ メモリ部
１４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ ＬＡＮ制御部
１６ 充電電圧検出回路
１７ 均等化回路
１７ａ バイパス回路
１８ リレー
１９ 放電回路
２０ 充電電流検出回路
２１ 負荷
２１ａ 一般負荷
２１ｂ 電力を必要とする負荷
２２ ＤＣ定着ヒータ
２３ ＨＤＤ制御部
２４ ＡＮＤ回路
２５ 特定回路
２６ ＣＰＵ
２７ スキャナ制御回路
２８ 定着加熱部温度検出回路
２８ａ サーミスタ
２９ 高周波トランス
２９ａ 一次コイル
２９ｂ 二次コイル
３０ ＡＣ定着ヒータ
３１ 電池
３３ 定電圧生成回路
３５ フォトトライアックドライブ回路
３７ 電圧低下検知回路
４０ 切替回路
４１ 特定負荷
４３ 定着加熱部電力供給ＡＣ回路
４４ 単セル満充電信号
４５ 満充電信号
４６、２０１ 商用電源
４９ 定着加熱部電力供給ＤＣ回路
５０ コンパレータ
５１ ツェナーダイオード
５２ バッファ
５３ シャントレギュレータ
７０ レジスタ
７１ 比較回路
７２ タイマカウンタ
７５ ラッチ回路
７７ 内部コントロール回路
１００ 蓄電部
１０１ 充電回路
１０３ 蓄電力供給回路
１１１ 定着装置
１２１ 定着ローラ
１２３ 加圧ローラ
２０２ ＨＤＤ制御部
２０３ 画像形成装置制御部
２０３ａ 特定回路
２０３ｂ ＣＰＵ
２０３ｃ スキャナ制御回路
２０４ 停電検知回路
２０５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０６ 充電制御回路
２０７ 蓄電部
２０７ｂ キャパシタバンク
２０７ａ 均等化回路
２０８ 充電電圧検出回路
２０９ 定電圧生成回路
２１０ 切替回路
２１０ａ リレー
２１０ｂ リレー
２１１ 温度制御回路
２１２ 定着加熱部
２１３ 温度検出素子
２１４ 一般負荷
２１５ 一般駆動負荷
２１６ 蓄電力を使用する負荷
２１７ 停電時に電力供給する特定負荷
２１７ａ 駆動負荷
２１８ 開閉回路
２１８ａ トランジスタ
２２０ 定電圧電源回路
２２１ 切り替え回路駆動回路
２２２ 電圧低下検知回路
２２２ａ コンパレータ
２２２ｂ ツェナーダイオード
２２３ 電力切り替え回路
２２３ａ、２２３ｂ トランジスタ
２２４、２２５ 切替回路
２２６、２２７ 定電圧電源
２２８ 切替回路
２２８ａ トランジスタ
２３１ 開閉回路
２３３ ＬＡＮインタフェース回路
２３４ メモリ部
２３５ 充電電流検出回路
２３６ 電圧低下検知回路
２３６ｂ シャントレギュレータ
２３６ａ トランジスタ

Claims (11)

1. 画像形成装置において、
   外部電源から供給される電力に基づいて充電される充放電可能な蓄電手段と、
   電力を必要とする負荷と、
   前記負荷を制御する制御手段と、
   前記外部電源から供給される電圧が低下した場合、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧よりも高い第１の電圧を下回ると、前記蓄電手段から前記負荷および前記制御手段に電力を供給し、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧以上に上昇した場合に前記蓄電手段からの電力の供給を停止する供給手段と、
   を備え、
   前記蓄電手段から前記負荷、及び前記制御手段へ電力を供給している際に、前記外部電源から供給される電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を下回ると、前記制御手段は、前記蓄電手段から供給される電力で前記負荷に所定の電力低下時の動作を行わせる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 外部電源から供給される電力を電圧変換して定電圧化する第１定電圧生成手段と、
   前記蓄電手段から供給された電力を電圧変換し、前記第１定電圧生成手段から出力される電圧より低い電圧に定電圧化して出力する第２定電圧生成手段と、をさらに備え、
   前記供給手段は、前記第１定電圧生成手段から供給される電力と、前記第２定電圧生成手段から供給される電力のうち、いずれか電圧が高いほうの電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２定電圧生成手段は、当該画像形成装置が誤動作しない範囲の電圧のうち最も低い電圧を出力すること、を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２定電圧生成手段は、前記第１定電圧生成手段から電力が出力されている場合にのみ、前記負荷および前記制御手段に電力を出力すること、を特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の電圧は、前記画像形成装置が誤動作しない範囲の電圧のうち、最も低い電圧であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. データを記憶する記憶手段、をさらに備え、
   前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、画像形成中である場合は、画像形成に関連するデータを前記記憶手段に記憶するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. データを記憶する記憶手段、をさらに備え、
   前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、ネットワークからデータを受信している場合は、前記データを受信し、前記記憶手段への格納が完了するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、かつ、画像形成中である場合は、画像形成中の記憶媒体を排出するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、前記停電検知手段によって前記電力の停止を検知した場合で、かつ、駆動装置が駆動中である場合は、前記駆動装置をホームポジションで停止するまで前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記供給手段は、前記外部電源から供給される電圧が前記第２の電圧を下回り、前記停電検知手段によって前記電力の停止を検知した場合に、前記電力の停止を検知してから予め定められた一定時間のみ、前記蓄電手段側の電力を前記負荷および前記制御手段に供給すること、を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 画像形成装置で実行される電力供給方法であって、
    前記画像形成装置は、外部電源から供給される電力に基づいて充電される充放電可能な蓄電手段と、
    電力を必要とする負荷と、を備え、
    制御手段が、前記負荷を制御する制御ステップと、
    供給手段が、前記外部電源から供給される電圧が低下した場合、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧よりも高い第１の電圧を下回ると、前記蓄電手段から前記負荷および前記制御手段に電力を供給し、前記外部電源から供給される電圧が当該画像形成装置が誤動作する電圧以上に上昇した場合に前記蓄電手段からの電力の供給を停止する供給ステップと、
    前記蓄電手段から前記負荷、及び前記制御手段へ電力を供給している際に、前記外部電源から供給される電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を下回ると、前記制御手段が、前記蓄電手段から供給される電力で前記負荷に所定の電力低下時の動作を行わせる電力低下時制御ステップと、
    を含むことを特徴とする電力供給方法。

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