JP5195136B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，省電力のためのスリープモードを有する画像形成装置に関する。さらに詳細には，スリープモードにおける消費電力が特に小さい画像形成装置に関するものである。

従来より，画像形成装置には，使用されない状態が継続すると，消費電力を削減するために，スリープモードと呼ばれる電力消費を抑制するモードに移行するものがある。このスリープモードでは，装置の多くの部分への電力の供給をストップする。ただし，このスリープモードにおいても，ユーザによるキー入力や原稿載置等の操作は検知できることが求められる。

そのため例えば，画像形成エンジンへの電力の供給を行うメイン電源とは別に，スリープモード用のサブ電源を有するものがある（例えば，特許文献１参照。）。また，スリープモード中は，操作パネルに設けられた各キースイッチ，原稿カバーやドア等に設けられた各種センサ等にのみ，サブ電源から電力を供給するようにされている装置もある。そのようなものでは，これらのセンサやスイッチによってユーザの操作が検知されたときに，メイン電源をオンするようにしている。そのためにサブ電源からは，センサやスイッチ等の信号を検知するための制御部等へも電力が供給されている。
特開２００８−１２９０９６号公報

しかしながら，上記の従来の画像形成装置では，スリープモード中もサブ電源からの電力の供給は行われているため，ある程度の電力を消費している。特に，ユーザによる指示入力を受けるセンサやスイッチの個数が増加すれば，それだけ，スリープモード中の消費電力も大きいものとなる。そのため，さらなる省電力化が求められていた。

本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，サブ電源を必要とせず，スリープモードにおける消費電力をさらに小さくできるとともに，ユーザによる指示入力によって確実に通常モードに復帰できる画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，媒体上に画像を形成する画像形成エンジン部と，画像形成エンジン部に電力を供給する電源部と，あらかじめ定めたスリープ条件が満たされると，電源部による電力供給を停止させて通常モードからスリープモードに移行させるスリープ指令部と，ユーザの手動操作により，外部から電力供給を受けることなく電気信号を発生する発電素子と，スリープモード中に発電素子が電気信号を発生すると，電源部による電力供給を再開させてスリープモードから通常モードに復帰させる復帰指令部とを有し，復帰指令部は，電源部による電力供給があるときに遮断され，ないときに導通されるリレーを有し，発電素子と電源部とは，発電素子から発生した電気信号がリレーを介して電源部に入力されるように接続されており，発電素子と画像形成エンジン部とは，発電素子から発生した電気信号が画像形成エンジン部に入力されるように接続されているものである。

本発明の画像形成装置によれば，通常モードにおいては，電源部から画像形成エンジン部に電力が供給され，媒体上に画像を形成することができる。ここで，一定期間操作が行われないなどのスリープ条件が満たされると，スリープ指令部によってスリープモードに移行される。スリープモードでは電源部による電力供給が停止されるので，電力はほとんど消費されない。ここで，ユーザの手動操作を受けると，発電素子が電気信号を発生し，電源部による電力供給を再開させるので，サブ電源を有していなくても通常モードに復帰することができる。従って，サブ電源を必要とせず，スリープモードにおける消費電力をさらに小さくできるとともに，ユーザによる指示入力によって確実に通常モードに復帰できる。

さらに本発明では，通常モードにおいては電源部による電力供給があるので，リレーが遮断されており，発電素子の電気信号は電源部に送られない。従って，電源部に不要な信号が入力されることはない。また，スリープモードにおいては電源部による電力供給が停止されているので，リレーは導通されており，発電素子の電気信号が電源部に入力される。従って，スリープモードからの復帰信号を確実に送信することができる。

さらに本発明では，発電素子は，本体ドア，操作キー，原稿蓋カバー，原稿トレイ，用紙トレイ，用紙カセット装着部からなる群の少なくとも１つに設けられていることが望ましい。
このようなものであれば，ユーザによってこれらのいずれかが操作された場合に，発電素子から電気信号が送出される。

さらに本発明では，発電素子は，本体ドアが開状態から閉状態へ移動されたとき，操作キーの少なくとも１つが押圧されたとき，原稿蓋カバーが開状態から閉状態へ移動されたとき，原稿トレイに原稿が載置されたとき，用紙トレイに用紙が載置されたとき，用紙カセットが装着されたときからなる群の少なくとも１つの動作によって電気信号を発生することが望ましい。
ユーザが画像形成装置を使用する前には，これらの操作のいずれかが行われることが多い。これらの操作が行われると，装置はユーザによってある程度の押圧力を受けるので，発電素子に電気信号を発生させることができる。

本発明の画像形成装置によれば，サブ電源を必要とせず，スリープモードにおける消費電力をさらに小さくできるとともに，ユーザによる指示入力によって確実に通常モードに復帰できる。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，スリープモードを有する画像形成装置に本発明を適用したものである。

本形態の画像形成装置１は，図１に示すように，原稿読み取り部１１，表示入力部１２，画像形成部１３を有している。そして，装置の各部にはそれぞれユーザによる操作を検出するための各種のスイッチ（ＳＷ）が設けられている。例えば，原稿読み取り部１１には，蓋カバー２１にカバー開閉ＳＷ，自動原稿送り装置２２に原稿載置ＳＷが設けられている。表示入力部１２には，各操作キー２３にキー入力ＳＷが設けられている。画像形成部１３には，前面扉２４に扉開閉ＳＷ，用紙カセット２５にカセット装着ＳＷが設けられている。

本形態では，これらのＳＷは，いずれも高分子型人工筋肉による発電素子を使用した発電ＳＷ３１である。この発電ＳＷ３１は例えば，図２に示すように，フレーム部材３２，人工筋肉３３，押圧部材３４とを有している。図中上部に示しているのは非押圧状態であり，図中下部に示しているのは押圧状態である。この図に示すように，人工筋肉３３は，可撓性の部材である。そして，人工筋肉３３は，いずれの状態においても，外部から電力の供給を受けていない。

本形態において各ＳＷに使用されている人工筋肉３３は，図２の下部のように物理的に圧力を受けて変形されると電力を発生する高分子型の部材である。この人工筋肉３３は，図３に示すように，ゴム状の高分子膜３６の両面を伸縮可能の電極３７，３８で挟んだ構造のものである。図中矢印で示すように，両面の電極３７，３８を互いに近づける向きの力を受けると，高分子膜３６が伸縮し，それぞれの電極上に電荷が現れる。あらかじめ電極３７，３８の間に負荷抵抗Ｒを接続しておけば，ここに電流Ｉが流れることにより，その両端に電圧Ｖが発生する。

このような人工筋肉としては，電圧の印加により変形する電歪高分子部材を用いることができる。例えば，高分子中の帯電基が移動して変形するＩＣＰＦアクチュエータ，電解質中のイオンを高分子電極が吸着して変形する導電性ポリマアクチュエータ，高分子自体が誘電分極されて逆圧電効果により変形する圧電ポリマアクチュエータ，高分子間の電極に生じるクーロン力で中間層の高分子が変形する電歪ポリマアクチュエータ等を用いることができる（参照：松下電工技報２００３年８月号６０ページ）。これらの電歪高分子部材は，逆に外力で変形させられるとそれにより起電力を発生する。そのため，センサとしても使用できるのである。そして本発明では，この電歪高分子部材を，ＳＷに対する操作を検知するセンサとして使用している。

本形態では，図２に示すように，ユーザによる操作を受けると押圧部材３４がフレーム部材３２に押圧されるように，各部にこの発電ＳＷ３１が設けられている。例えば，表示入力部１２では，操作キー２３のキー入力ＳＷの下部に押圧部材３４が配置されている。これにより，ユーザによってキーが押圧されると，その発電ＳＷ３１の人工筋肉３３が変形して電圧が発生する。ユーザがキーを放して圧力を受けなくなると，人工筋肉３３は元の形状に戻り，電圧の発生は停止する。

あるいは，蓋カバー２１や前面扉２４には，ユーザによる開閉によって圧力を受ける部材に発電ＳＷ３１が設けられている。例えば，図４に示すように，扉の開状態（左図）から扉を閉止する途中に，ユーザはいったん中央図のように押し込む。ユーザが手を離すと，右図のように，人工筋肉３３が押圧されていない状態で停止する。このようになっていれば，ユーザによって蓋カバー２１や前面扉２４が閉じられたときに，短時間だけ電圧が発生する。あるいは，閉状態から開放する際にも，いったん中央図の配置状態を通過するように構成しておいてもよい。

次に，本形態の画像形成装置１の回路構成の概要について説明する。画像形成装置１は，図５と図６に示すように，メイン電源部４１，エンジン制御部４２，スリープ制御部４３を有している。さらに，外部のＡＣ電源からの電力の供給を開閉するメインＳＷ４５，画像形成のためのエンジン各部４６を有している。なお，図５は，本形態の通常モードにおける各部の状態であり，図６は，スリープモードにおける各部の状態である。これらの図では，電力や信号の伝達方向を実線の矢印で示している。破線で示している箇所は信号が送出されていない。

メイン電源部４１は，ＡＣ電源から入力されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換するものである。メイン電源部４１には，その変換回路であるＤＣ電源出力部５１と，ＤＣ電源出力部５１からの出力のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２とが設けられている。

また，エンジン制御部４２には，各部の制御を行うＣＰＵ５３が設けられている。さらに，スリープ制御部４３には，負荷抵抗Ｒとリレー５４が設けられている。負荷抵抗Ｒの両端には，発電ＳＷ３１が接続されている。図では，装置の各所に設けられた発電ＳＷ３１の１つを代表として示している。スリープ制御部４３の負荷抵抗Ｒの一端は接地されている。負荷抵抗Ｒの他端には，リレー５４の一端が接続されている。負荷抵抗Ｒの他端は，ＣＰＵ５３にも接続されている。リレー５４の他端は，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２に接続されている。

この画像形成装置１は，メインＳＷ４５がＯＮされることで，外部からＡＣ電力が導入されて起動される。図５に示しているのは，通常モードにおける各部の状態である。通常モードでは，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２はＯＮ状態とされており，ＤＣ電源出力部５１からＤＣ電力が出力されている。ここでは，ＤＣ電力としてＤＣ３．３Ｖが出力されている。

メイン電源部４１から出力されるＤＣ電力によって，ＣＰＵ５３は通常の動作状態となっている。さらに，ＤＣ電力や各種の制御信号は，エンジン制御部４２のＣＰＵ５３からエンジン各部４６にも供給されている。従って，通常の画像形成動作が可能な状態となっている。

また，リレー５４の制御端子にも，ＤＣ電源出力部５１からＤＣ電力（ＤＣ３．３Ｖ）が供給されている。このリレー５４は，制御端子に電圧の入力を受けると，導通がＯＦＦされるタイプのものである。従って，通常モードでは，リレー５４はＯＦＦされており，発電ＳＷ３１から電圧が発生しても，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２へは入力されない。このモードでは，発電ＳＷ３１から発生する電圧は，スリープ制御部４３を介してエンジン制御部４２のＣＰＵ５３に入力される。ＣＰＵ５３は，入力された信号がいずれの発電ＳＷ３１から発生されたものであるかを区別できるようになっている。そこで，この信号に基づいて，ＣＰＵ５３はユーザの操作に対応する通常の処理動作を行う。

通常の動作モードにおいて，あらかじめ決められた時間の間，画像形成処理や各種ＳＷ等の操作が行われなかった場合には，ＣＰＵ５３はスリープモードへの変更処理を行う。そのために，ＣＰＵ５３は，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２へＤＣ電源ＯＦＦ信号を送出する。すなわち，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２をＯＦＦ状態に切り換え，スリープモードに変更することを指示する信号である。この信号を受けて，メイン電源部４１のＤＣ電源出力部５１からのＤＣ電力の供給は停止される。従って，ＣＰＵ５３は機能を停止する。

この状態が，図６に示すスリープモードである。スリープモードでは，ＤＣ電源出力部５１からＤＣ電力は供給されていない。従って，エンジン制御部４２およびエンジン各部４６はすべて停止されている。また，リレー５４の制御端子にＤＣ電力が供給されないため，リレー５４はＯＮとなっている。本形態の画像形成装置１は，スリープモードではどこにも電力は供給されていない。サブ電源を有していないので，スリープモードにおいては電力は消費されていない。

スリープモードにおいて，ユーザによって各種の発電ＳＷ３１のいずれかが操作されると，そのＳＷの人工筋肉３３から電圧が発生する。通常の操作であれば，負荷抵抗Ｒの両端に３．０Ｖ以上の電圧が発生するように，負荷抵抗Ｒの大きさが選択されている。スリープモードでは，リレー５４はＯＮとなっているので，この信号が，メイン電源部４１のＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２へ入力される。なお，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２は，この信号がいずれの発電ＳＷ３１から発生されたものであるかを区別する必要はない。

そして，３．０Ｖ以上の電圧を受けると，ＤＣ電源出力ＯＮ／ＯＦＦ部５２はＯＮ状態に切り換えられる。これにより，ＤＣ電源出力部５１からの電力の送出が再開される。これにより，ＣＰＵ５３およびリレー５４へＤＣ３．３Ｖが出力される。従って，ＣＰＵ５３が通常の動作モードに復帰するとともに，リレー５４がＯＦＦとなる。これにより，スリープモードが停止され，通常の動作モードへと戻る。

以上詳細に説明したように本形態の画像形成装置によれば，スリープモードにおいてはどこにも電力が供給されていない。すなわち，サブ電源が不要である。スリープモードにおいてユーザが発電ＳＷ３１に対して何らかの操作を行えば，このＳＷ自体から電圧が発生される。従って，その電圧によってＣＰＵを起動させることができる。これにより，スリープモードにおける消費電力をごく小さくできるとともに，ユーザによる指示入力には素早く対応できるものとなっている。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，人工筋肉に代えて，圧電バイモルフ素子を使用することもできる。また，上記の形態では，人工筋肉を用いるＳＷの例を多数挙げたが，いずれか１箇所にでも発電ＳＷが設けられていればよい。また，上記の例以外の箇所であっても，ユーザによって操作される箇所であれば，さらに発電ＳＷを設けて操作を検知するようにしてもよい。また，上記の形態ではサブ電源を有していないとしたが，別の目的のためのものであれば，サブ電源を有していてもよい。

本形態の画像形成装置の概略構成図である。 発電ＳＷを示す説明図である。 発電ＳＷの原理を示す説明図である。 発電ＳＷの状態の変化を示す説明図である。 通常モードにおける概略構成を示す回路図である。 スリープモードにおける概略構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３１ 発電ＳＷ
４１ メイン電源部
４３ スリープ制御部
４６ エンジン各部
５３ ＣＰＵ

Claims (3)

1. 媒体上に画像を形成する画像形成エンジン部と，
   前記画像形成エンジン部に電力を供給する電源部と，
   あらかじめ定めたスリープ条件が満たされると，前記電源部による電力供給を停止させて通常モードからスリープモードに移行させるスリープ指令部と，
   ユーザの手動操作により，外部から電力供給を受けることなく電気信号を発生する発電素子と，
   スリープモード中に前記発電素子が電気信号を発生すると，前記電源部による電力供給を再開させてスリープモードから通常モードに復帰させる復帰指令部とを有し，
   前記復帰指令部は，前記電源部による電力供給があるときに遮断され，ないときに導通されるリレーを有し，
   前記発電素子と前記電源部とは，前記発電素子から発生した電気信号が前記リレーを介して前記電源部に入力されるように接続されており，
   前記発電素子と前記画像形成エンジン部とは，前記発電素子から発生した電気信号が前記画像形成エンジン部に入力されるように接続されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記発電素子は，
   本体ドア，操作キー，原稿蓋カバー，原稿トレイ，用紙トレイ，用紙カセット装着部からなる群の少なくとも１つに設けられていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
   前記発電素子は，
   本体ドアが開状態から閉状態へ移動されたとき，
   操作キーの少なくとも１つが押圧されたとき，
   原稿蓋カバーが開状態から閉状態へ移動されたとき，
   原稿トレイに原稿が載置されたとき，
   用紙トレイに用紙が載置されたとき，
   用紙カセットが装着されたときからなる群の少なくとも１つの動作によって電気信号を発生することを特徴とする画像形成装置。

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