JP5429689B2 - 電源装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＡＣ／ＤＣコンバータを主体とする主電源に加えて蓄電可能な補助電源を有する電源装置に関する。本発明は、動作停止の待機状態では低電力消費であるが、動作可能に起動するとき高電力消費となり起動を終えた動作状態では中電力消費になるなど、消費電力変動が大きい機器に用いることができ、例えば、これに限定する意図ではないが、プリンタ，複写機およびファクシミリ装置に用いることができる。

近年、環境問題が重要となってきており、環境問題の重要課題の一つである省エネルギーの為の手段の一つとして、電子機器を使用しない時には動作命令等の信号を待ち受ける機能を残して、多くの機能を停止状態にすることが一般的に行われている。この“多くの機能を停止した状態”は一般的には「省エネモード」あるいは「スリープモード」と呼ばれている。例えばプリンタの場合、「省エネモード」になると、定着装置や駆動モータ等への給電を停止し、プリント指令等の信号を待ち受ける電気回路および機能素子（省エネ負荷）のみに給電を行う。該待機回路部の消費電力すなわち省エネ負荷電力は、定着器，モータドライバおよびその他の、プリント機能要素の消費電力と比べて微小であるので、「省エネモード」にすることにより大幅な消費電力の低減が可能になる。この「省エネモード」の消費電力については、国際エネルギースター等の公的な規格により測定方法が明確化され公知であり、異なるメーカの異なる機器間の消費電力の比較が可能な状態である為、使用者が機器を選定する際の判断基準の一つとなっている。

また、たとえば、電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ，ファクシミリ及びこれらを組み合わせた複合機は、多機能化しており、これに伴って構造も複雑化して最大消費電力が増大する傾向となっている。また、定着装置の立ち上がりまでの待ち時間およびプリントやコピー動作中における定着温度低下による動作の一時中断など，画像形成装置自体の要因や操作者の待ち時間を少なくするため、定着ヒータへの供給電力を増大する傾向となっている。これに対して通常の電源ライン（商用交流）から供給可能な電力には制限が有るので、補助電源が用いられ、主電源の供給電力が予め決められた所定値より少ないときには補助電源を充電し、主電源の供給電力が予め決められた所定値より多いときには補助電源に蓄積した電力を給電することで、比較的短時間の間に急峻に変化する電力を平準化している。

直流負荷に給電するための主電源は、スイッチング電源を用いるＡＣ／ＤＣコンバータが主体であり、スイッチング電源は一般的にＡＣ／ＤＣ変換効率が定格負荷状態で最大になる様に作られているため、待機状態の様な軽負荷の場合は変換効率が低下する。ある代表的なスイッチング電源の場合、ＡＣ／ＤＣの変換効率は、定格負荷状態で変換効率が８０％であったが、待機状態の軽負荷では変換効率は２０％であった。省エネルギー達成の為には、軽負荷時のＡＣ／ＤＣ変換効率の改善が重要な技術課題となっている。

特許文献１は、テレビ等の家庭用電化製品のリモコンからの操作信号を受信する赤外線受光回路の待機時電力を低減するために、ＡＣ／ＤＣコンバータに加えて電荷蓄積手段を備えて、その電圧が低下するとＡＣ／ＤＣコンバータを駆動して充電する電源装置を、記載している。特許文献２は、主電源の電源出力が大きい高効率出力時に補助電源を充電し、主電源の電源出力が小さく低効率出力となる低負荷（省エネモード）時には、主電源をオフして補助電源から負荷に給電する電源装置を記載している。特許文献３は、直流主電源であるＡＣ／ＤＣコンバータで蓄電手段を充電して、メモリバックアップや着信検出などの微小電力は蓄電手段から給電し、蓄電電力が少なくなると、蓄電手段を放電から充電に切替える切替器を備える画像形成装置を記載している。特許文献４は、スイッチング電源であるＡＣ／ＤＣコンバータ（直流電源装置）と、該電源とは別回路で充電される補助電源から、省エネ負荷に電力を切り替え供給する電源装置を記載している。特許文献５は、定着ヒータの電力消費が大きく、他の直流負荷に電力を供給するＡＣ／ＤＣコンバータの電力消費も大きく、あわせて商用交流電力限界を超える場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータをオフにして商用交流負荷を低減し、直流負荷には補助電源から給電する電源装置を記載している。

しかしながら、特許文献１〜４の電源装置の補助電源は、電力消費が少ない省エネ負荷のみに給電するもので、元電源である商用交流の限度以上に負荷電力を高くすることはできない。特許文献５の電源装置は、商用交流の限度以上に負荷電力を高くできるが、待機状態などの低負荷時の出力効率が低い。

本発明は、ＡＣ／ＤＣコンバータを備える電源装置を、高出力可とし、しかも、電力出力効率を高くすることを目的とする。

（１）交流を直流出力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ(62)；
蓄電可能な補助電源(67)：
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流負荷(81,82)への直流出力の高，低を検出する負荷検出手段(63,65)；および、
前記交流の電力限界を超える負荷(17,81,82)になるときには前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流出力を遮断して代わりに前記補助電源(67)から前記直流負荷(81,82)に給電し（図５のＳ４；図１８の定着リロードＩ，動作中IIａ）、前記電力限界以内では、前記負荷検出手段(63,65)が直流負荷の「高」を検出している間は前記直流負荷(81,82)に前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から給電するが（Ｓ１５：動作中IIｂ，スタンバイIII）、「低」を検出している間は前記補助電源(67)から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)は遮断する(S20〜S22)、給電制御手段(51)；を備える電源装置。

なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号又は対応事項を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。

交流の電力限界を負荷の総体(17,81,82)が超えるときには（定着リロードＩ，動作中IIａ）、給電制御手段(51)がＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流出力を遮断して代わりに前記補助電源(67)から前記直流負荷(81,82)に給電するので、交流に対する負荷は、交流の電力限界内となる。交流の電力限界よりも補助電源(67)の給電能力分高い高出力が可能である。

前記電力限界以内では、負荷検出手段(63,65)が直流負荷の「高」を検出している間は、直流負荷(81,82)にＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から給電する（動作中IIｂ，スタンバイIII）。高負荷出力ではＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の出力効率が高いので、電源装置の電力損失が小さい。

また、負荷検出手段(63,65)が直流負荷の「低」を検出している間は、補助電源(67)から給電しＡＣ／ＤＣコンバータ(62)は遮断するので(省エネIV)、電源装置の電力損失が小さい。これは、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)による電力損失はなく、補助電源(67)の充，放電による電力損失は、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の低出力時の電力損失よりも僅少であるからである。

本発明の第１実施例の電源装置を装備したプリンタ１の機構概要を示すブロック図である。 図１に示すプリンタ１の、電気系統の概要を示すブロック図である。 図２に示す電源回路６０の構成の概要を示すブロック図である。 図２に示す電源制御５０の構成の概要を示すブロック図である。 図４に示すＣＰＵ５１が実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 図４に示すＣＰＵ５１が実行する給電制御の概要の残部を示すフローチャートである。 本発明の第２実施例の電源回路６０ａの構成の概要を示すブロック図である。 第２実施例の電源回路６０ａに対して給電制御を行う第２実施例のＣＰＵが実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 本発明の第３実施例の電源回路６０ｂの構成の概要を示すブロック図である。 第３実施例の電源回路６０ｂに対して給電制御を行う第３実施例のＣＰＵが実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 図３に示す電源回路６０に対して給電制御を行う第４実施例のＣＰＵが実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 図７に示す電源回路６０ａに対して給電制御を行う第５実施例のＣＰＵが実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 第６実施例のプリンタ１の、電気系統の概要を示すブロック図である。 図１３に示す電源回路６０ｃの構成の概要を示すブロック図である。 第６実施例のＣＰＵが実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 第７実施例の電源回路６０ｄの構成の概要を示すブロック図である。 第７実施例のＣＰＵが実行する給電制御の概要の一部を示すフローチャートである。 図３に示すＡＣ／ＤＣコンバータ６２の、出力電力対応の出力効率の概要を示すグラフである。 図３に示す交流負荷（定着ヒータ駆動８３および定着ヒータ１７）と直流負荷（５Ｖ系８１，２４Ｖ系８２および補助電源６７）に対する給電電力の推移を示すタイムチャートである。

（２）前記給電制御手段(51)は、前記負荷検出手段(63,65)が直流出力の「高」を検出しているが前記交流から交流負荷への給電電力が低下したとき、前記補助電源(67)の残電力が低いと該補助電源(67)を充電する(図６のS23〜S27)、上記（１）に記載の電源装置。交流から交流負荷への給電電力が低下しているので、交流の電力限界内で、補助電源(67)を充電できる。

（３）交流を直流出力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ(62)；
蓄電可能な補助電源(67)；
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流負荷(81,82)への直流出力を高とする「動作モード」と特定の小さい直流負荷(81)のみに給電する「省エネモード」を指定する給電モード指定手段(50)；および、
該給電モード指定手段(50)が「動作モード」を指定し前記交流の電力限界を超える負荷(17,81,82)になる立ち上げのときには前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流出力を遮断して代わりに前記補助電源(67)から前記直流負荷(81,82)に給電し（図５のＳ４；図１８の定着リロードＩ，動作中IIａ）、該「動作モード」で前記電力限界以内の負荷である通常時では、間は前記直流負荷(81,82)に前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から給電するが（Ｓ１５：動作中IIｂ，スタンバイIII）、前記給電モード指定手段(50)が「省エネモード」を指定している間は前記直流負荷に前記補助電源(67)から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)は遮断する(図８のS20a〜S22：省エネIV)、給電制御手段(51)；を備える電源装置。

これによっても、交流の電力限界を負荷の総体(17,81,82)が超えるときには（定着リロードＩ，動作中IIａ）、給電制御手段(51)がＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流出力を遮断して代わりに前記補助電源(67)から前記直流負荷(81,82)に給電するので、交流に対する負荷は、交流の電力限界内となる。交流の電力限界よりも補助電源(67)の給電能力分高い高出力が可能である。

「動作モード」の間は、直流負荷(81,82)にＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から給電する（動作中IIｂ，スタンバイIII）。高負荷出力ではＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の出力効率が高いので、電源装置の電力損失が小さい。

また、「省エネモード」の間は、補助電源(67)から給電しＡＣ／ＤＣコンバータ(62)は遮断するので(省エネIV)、電源装置の電力損失が小さい。これは、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)による電力損失はなく、補助電源(67)の充，放電による電力損失は、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の低出力時の電力損失よりも僅少であるからである。

（４）前記給電制御手段(51)は、前記「動作モード」ではあるが前記交流から交流負荷への給電電力が低下したとき、前記補助電源(67)の残電力が低いと該補助電源(67)を充電する（図５のS14−図８のS16〜S19）、上記（３）に記載の電源装置。交流から交流負荷への給電電力が低下しているので、交流の電力限界内で、補助電源(67)を充電できる。

（５）前記補助電源(67)は前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から充電する(図５のS15〜図６,図８のS19，S25〜S27）；上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の電源装置。

この態様において、上記（１）又は（４）の充電を行うとき、すなわちＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から補助電源(67)を充電するとき、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から直流負荷への電力が低くても、充電電力を補助電源(67)に出力するので、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の直流出力が高く、出力効率が高い。すなわち電源装置の電力損失は低い。

（６）前記給電制御手段(51)は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源(67)から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)は遮断しているとき(省エネIV)、該補助電源(67)の残電力が低下すると前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から前記直流負荷(81)に給電するとともに該補助電源(67)を前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)で充電する(図５のS15〜図６,図８のS14〜S19)；上記（５）に記載の電源装置。

この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から直流負荷(81)への給電電力は少ないが、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から補助電源(67)への充電電力が大きいので、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の出力効率は高い。すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)が、低出力効率となる低負荷給電を行う事は実質的にないので、電源装置の電力損失が小さい。

（７）前記補助電源(67)は前記交流から充電する（図９）；上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の電源装置。

（８）前記給電制御手段(51)は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源(67)から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)は遮断しているとき(省エネIV)、該補助電源(67)の残電力が低下すると前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)を低周波数駆動して前記直流負荷(81)に給電するとともに該補助電源(67)を前記交流で充電する（図１０のS21〜S27)；上記（７）に記載の電源装置。

この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から直流負荷(81)への給電電力は少ないが、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)を低周波数駆動するので、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の出力効率は高く、電源装置の電力損失が小さい。

（９）前記補助電源(67)は、私設電源(73)から充電する（図１３，図１４，図１６）；上記（１）又は（４）に記載の電源装置。私設電源(73)の電力を有効に利用できる。低負荷時のＡＣ入力を削減（場合によっては全廃）することができる。そうすることで、交流の消費電力を低減することができる。

（１０）前記給電制御手段(51)は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源(67)から給電しているときに、該補助電源(67)の残電力が低下すると、該補助電源から該直流負荷への給電を継続して該補助電源を前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)で充電する(図１１，図１２のS24a,S24b,S24c,S25,S27)；上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の電源装置。

この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から直流負荷(81)および補助電源(67)に給電するので、直流負荷(81)電力は少ないが、充電電力が大きいので、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)の出力効率は高い。すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)が、低出力効率となる低負荷給電を行う事は実質的にないので、電源装置の電力損失が小さい。

（１１）前記給電制御手段(51)は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源(67)から給電しているとき、該補助電源(67)の残電力値により補助電源から給電ができなくなるまでの残時間(Tr)を導出して(S24b)、該残時間(Tr)がなくなる前に、前記補助電源(67)を前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)で充電開始する(S24c,S25)；上記（１０）に記載の電源装置。補助電源の残電力が低下して直流負荷への給電が困難になる前に、補助電源の残電力低下を予測して補助電源に対するＡＣ／ＤＣコンバータからの充電を開始するため、ＡＣ／ＤＣコンバータの低効率稼動（ＡＣ入力）を停止させることができる。そうすることで、消費電力を低減することができる。

（１２）前記残時間(Tr)は、前記補助電源(67)の残電力値に対応付けて残時間(Tr)を格納したメモリより、前記給電中の残電力値に対応する残時間(Tr)を読み出して得る(S24b)；上記（１１）に記載の電源装置。補助電源の残電力低下予測を、補助電源の電圧値を活用しそしてメモリアクセスにより簡易に導出するので、特別な演算機能等を用いる事無しに、予測が可能である。

（１３）前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から前記補助電源(67)への充電は、該補助電源(67)の充電量が所定値以上になると停止する(S28,S29)；上記（１０）乃至（１２）のいずれか１つに記載の電源装置。補助電源の充電量が所定値以上になったらＡＣ／ＤＣコンバータからの充電を止めるので、ＡＣ／ＤＣコンバータの給電停止時間を延ばす事ができる。そうすることで、消費電力を節減できる。また、過充電を避けることにより電池寿命を延ばす事ができる。

（１４）前記補助電源(67)を前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)で充電する時は、該ＡＣ／ＤＣコンバータとして最も変換効率が高い条件で充電を行う；上記（５），（６），（１０）乃至（１３）のいずれか１つに記載の電源装置。高いＡＣ／ＤＣ変換効率にてＡＣ／ＤＣコンバータを使用するので、消費電力を節減できる。

（１５）前記補助電源(67)は、私設電源(73)の電力が使用可能であると該私設電源(73)から、使用不可であると前記ＡＣ／ＤＣコンバータ(62)で充電する(図１３，図１４；図１５，図１７のS24d,S24e)；上記（１１）乃至（１４）のいずれか１つに記載の電源装置。低負荷時に、私設電源(73)の電力が使用可能であるときに私設電源から補助電源への充電を行うことにより、低負荷時のＡＣ入力を削減（場合によっては全廃）することができる。そうすることで、消費電力を低減することができる。

（１６）感光体(5)に静電潜像を形成し該静電潜像をトナー像に現像して該トナー像を直接に又は中間転写体(3)を介して間接に用紙に転写する作像手段(2〜11)；
定着ヒータを含み、前記用紙上のトナー像を該用紙に固着する定着装置(17)；
交流からの入力交流を制御して前記定着ヒータに通電するヒータドライバ(83)；および、
上記（１）乃至（１５）のいずれか１つに記載の電源装置(50,60)；
を備える画像形成装置（図１，図２）。上記（１）乃至（１５）に記載の作用効果が得られる。

−実施例１−
図１に、本発明の第１実施例であるレーザプリンタ１の作像機構の概要を示す。このプリンタ１は、ユーザが、プリンタ１に直接に接続されたパソコンＰＣから、又は、プリンタ１が接続されたローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続されたパソコンＰＣからの、印刷指示に応答して印刷を行う。

プリンタ１の作像機構は、公知のカラー電子写真形成プロセス要素を備えており、Ｋ（ブラック），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の各色印刷用の作像カートリッジ４ｋ〜４ｙを備えている。各カートリッジは、ドラム状の感光体５の周囲に、帯電ローラ６，トナー現像器７およびクリーナ９を配設したものであり、これらの作像カートリッジ４ｋ〜４ｙが、転写ベルト３の移動方向ｙ（副走査方向）に沿って所定ピッチでタンデムに配設されている。作像カートリッジ４ｋ〜４ｙの上方にはレーザ走査器１０があり、各色画像露光用の、画像データで変調された各レーザ光を、帯電ローラ６で荷電された各感光体ドラム５に投射しかつ転写ベルト３の移動方向ｙに直交する主走査方向ｘに繰り返し走査する。これにより感光体ドラム５に静電潜像が形成される。静電潜像は現像器７でトナー像に顕像化される。各感光体ドラム５の各色トナー像は、転写ベルト３上に、同一カラー画像を表すように、転写ローラ８で順次に重ね転写される。重なったトナー像は、２次転写ローラ１１の位置で、レジストローラ１５から送り出される用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、送り出し通路１６を通して定着器１７に送られ、定着器１７で加熱および加圧され、これによりトナー像が用紙に固着する。定着器１７を通過した用紙は、排紙路１８を通って排紙ローラ１９で排紙口の外の、排紙トレイ２０上に送り出される。

両面印刷が指定されていた場合には、定着器１７を通過した用紙を、排紙路１８を通して排紙ローラ１９で排紙口の外の排紙トレイ２０上に送り出すとき、送出紙尾端が排紙ローラ１９から外れる前に排紙ローラ１９の正転（排紙回転）を停止して、用紙尾端部を排紙ローラ１９で挟持したまま排紙ローラ１９を逆転（反転）駆動して用紙尾端から、両面搬送パス（排紙路１８，戻し反転通路２２，送りローラ２３および反転紙送給路２５）に送り込み、反転紙送給路２５からレジストローラ１５に送り出してレジストローラ１５に突き当ててから一旦停止する。そして、転写ベルト３上に転写されたトナー像の始端（画像先端）が２次転写ローラ１１に到達するとき用紙の先端が２次転写ローラ１１に到達するように転写ベルト３の移動にあわせてレジストローラ１５の送給駆動を開始する。そして反転した面にトナー像を転写した用紙は、送り出し通路１６を通して定着器１７に送られ、定着器１７で加熱および加圧され、これによりトナー像が用紙に固着する。定着器１７を通過した用紙は、排紙路１８を通って排紙ローラ１９で排紙口の外の、排紙トレイ２０上に送り出される。

用紙は、給紙トレイ１２から給紙ローラ１３で給紙通路１４に送り出されてレジストローラ１５に突き当ててから一旦停止し、そして転写ベルト３上のトナー像の移動に合せてレジストローラ１５により転写ローラ１１に送り出される。

図２に、図１に示すプリンタ１の画像処理システムの概要を示す。通信インターフェース３１を介して、直結パソコンＰＣ、あるいは、ＬＡＮ，イーサネット（登録商標）その他のネットワークに接続したパソコンＰＣから、プリンタコントローラ３３に印刷コマンドが与えられる。印刷コマンドは、用紙サイズ，片面／両面印刷およびその他の印刷条件ならびに書画情報を含む。プリンタコントローラは、システムコントローラと表現されることもある。

受信した印刷コマンドの書画情報は、イメージデータに展開して画像処理３４に出力する。画像処理３４は、プロセスコントローラ３８の作像プロセス制御に従って、イメージデータを、図１に示す作像機構による印刷に適合する各色画像データに変換して、画像処理３４内の画像メモリに展開し、設定変倍比で変倍し所要サイズ分を切出して書込みＩ／Ｆ３５に出力する。書込みＩ／Ｆ３５は各色画像データに従って、レーザ走査器１０の各色記録用のレーザダイオードを点灯（ＯＮ／ＯＦＦ）駆動あるいは変調駆動する。

図１のプリンタ１の機構にある各種センサおよびアクチュエータ（電気モータ，ソレノイド）は、「機構ドライバ＆センサ」のブロック３９にあり、入出力インターフェース３７に接続されており、プロセスコントローラ３８は、入出力インターフェース３７を介して、各種センサの検出信号を読み込み、また、入出力インターフェース３７を介して作像ユニット３６のアクチュエータを駆動する。また、入出力インターフェース３７を介して画像処理３４および書込みＩ／Ｆ３５の動作タイミングおよび信号入出力タイミングを制御する。

プロセスコントローラ３８には、入出力インターフェース３７を介して電源制御５０が接続されており、この電源制御５０が、電源回路６０の電力出力を制御する。

図３に、図２に示す電源回路６０の概要を示す。商用交流であるＡＣライン４１から主電源ＳＷ４２を介して供給されるＡＣ電源を主電源６１に含まれるＡＣ／ＤＣコンバータ６２によりＤＣ電圧に変換し、切替回路６４，６６を介して＋５Ｖ系および＋２４Ｖ系の各負荷に印加する。ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の充電出力端子の充電電圧は、補助電源６７のキャパシタ充電器６８に印加され、キャパシタ６９の充電に使用される。

補助電源としてのキャパシタ６９は、電気二重層コンデンサ等の大容量のキャパシタで構成した。電気二重層コンデンサ以外にもいろいろと選択可能だが、本実施例では、短時間での充放電が可能で、長寿命である電気二重層コンデンサを用いている。電気二重層コンデンサの特徴として放電するに従い端子電圧が低くなってしまうため、キャパシタコンバータ７０をキャパシタ６９の後に配置して出力電圧が一定になるようにしている。キャパシタコンバータ７０は、キャパシタ６９の充電電圧及び使用下限電圧仕様に応じ、昇圧コンバータ，降圧コンバータ，昇降圧コンバータのいずれかを使用する。また、電圧検出回路７１は、キャパシタ電圧を監視するものである。

切換回路６４は、ＡＣライン４１から供給されるＡＣ電源を元にＡＣ／ＤＣコンバータ６２により作られた＋５Ｖ電源と、キャパシタ６９に蓄積されたエネルギーからキャパシタコンバータ７０を通して作られた＋５Ｖ電源とを、電源制御５０による制御に従って切り換えて＋５Ｖ系負荷８１に供給する。また、切換回路６６は、ＡＣライン４１から供給されるＡＣ電源を元にＡＣ／ＤＣコンバータ６２により作られた＋２４Ｖ電源と、キャパシタ６９に蓄積されたエネルギーからキャパシタコンバータ７０を通して作られた＋２４Ｖ電源とを、電源制御５０による制御に従って切り換えて＋２４Ｖ系負荷８２に供給する。

また、主電源６１は、＋５Ｖ電源出力の出力電流（直流出力１）を検出する第１負過電流検出回路６３および＋２４Ｖ電源出力の出力電流（直流出力２）を検出する第２負過電流検出回路６５、を有しており、＋５Ｖ電源および＋２４Ｖ電源の負過電流を検知することが可能である。

電源制御５０は、「動作モード」から「省エネモード」への移行およびその逆の移行の制御およびキャパシタ６９の充放電制御も行っており、商用電源オフからオンへ、ならびに、「省エネモード」から「動作モード」への切換り直後の装置の立ち上げ時、及び立ち上げ後所定の時間までの期間は、キャパシタ６９に蓄積されたエネルギーからキャパシタコンバータ７０により作られた＋５Ｖ電源，＋２４Ｖ電源を、＋５Ｖ系，＋２４Ｖ系の各負荷８１，８２に供給するように、切換回路６４，６６を切り換える。このときＡＣライン４１からの供給電力に対して生じる余裕分は、ヒータドライバ８３を制御し、定着器１７の定着ヒータへの供給電力量を増大する。

図４は、電源制御５０の構成を表すブロック図である。電源制御５０は、ＲＯＭ５２に格納されたプログラムや不揮発性ＲＡＭ５４に格納されたプログラムやデータに従って、電源回路６０の制御を行うＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１を動作させるためのプログラムを格納するＲＯＭ５２と、ＣＰＵ５１のワークメモリとして使用されるＲＡＭ５３と、各負荷の動作状態における消費電力データを格納した消費電力テーブルや「動作モード」における印刷処理に要する時間データを格納した印刷処理時間テーブルなどを記憶する不揮発性ＲＡＭ５４と、を備える。ＣＰＵ５１は、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）３７を介したプロセスコントローラ３８からの制御指示に応答して電源回路６０を制御する。

図１８は、主電源スイッチ４２（図３）のオンにより、プリンタ１が印刷動作可に立ち上がるときの消費電力の遷移を示す。横軸に時間を、縦軸にプリンタ１の総消費電力を示す。一点鎖線は、ＡＣライン４１からの供給が可能な電力すなわち商用交流の電力限界である。主電源ＳＷ４２オン直後の定着リロード期間Ｉでは、プリンタ１に要求される立ち上げ時間を満足させるため、通常時より多大な電力を定着器１７（の定着ヒータ）に供給し、定着器１７をプリントが可能な温度にできるだけ早く立ち上げる。このとき、＋５Ｖ系，＋２４Ｖ系の各負荷８１，８２には、補助電源６７より電力を供給し、ＡＣライン４１の供給可能な電力に対しての余裕分も定着器１７に供給可能とすることにより、立ち上げ時間を短縮する。また、定着リロード後、プリント動作開始から所定時間経過までの期間IIａにおいても前記起動時同様にＤＣ負荷へは補助電源６７により電力を供給する。定着器１７が、定着可能な温度に一度達すれば、温度維持のためには、定着ヒータ供給電力が起動時より小さくてもよいので、所定時間が経過すると（期間IIｂ）、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２からＤＣ負荷８１，８２に電力を供給し、補助電源６７からの給電は停止する。このとき定着器１７への供給電力が通常時より大きく設定されていれば、通常時の供給電力に戻す。

動作中IIａおよびIIｂが、プリンタ１が印刷している期間である。印刷が終わるとスタンバイIIIとなる。スタンバイIIIは、印刷指示があると、定着リロードＩを経過することなく又は短時間の定着リロードＩの後に、動作中IIａに移行できる温度に定着器１７の定着温度を維持する少量の電力を定着ヒータに給電する、印刷指示待ちである。このスタンバイIIIが設定時間継続すると、すなわち、設定時間の間印刷指示がないと、電源制御５０は、図３に示す電源回路（８３，６０）を、ヒータドライバ８３をオフし、＋５Ｖ系負荷の中の省エネ負荷のみに給電する省エネＩＶに設定する。この省エネＩＶを設定しているときに、該省エネ負荷が「動作モード」へ復帰すべき入力を検出又は状態変化をするとこれに応答して電源制御５０（のＣＰＵ５１）が、電源回路（８３，６０）を「動作モード」に設定する。なお、「省エネモード」においても電源制御５０（のＣＰＵ５１）には、図示を省略した省エネ負荷給電ラインから給電されている。

図１９に、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２における負荷と効率の関係例を示す。対象となる負荷によってＡＣ／ＤＣ変換効率に差が有り、仮に、待機状態（「省エネモード」）の負荷（図１８上のＤＣ負荷使用電力５）にＡＣ／ＤＣコンバータ６２が給電すると、その出力効率が２５％であるの対して、定格負荷状態（「動作モード」）の負荷（図１８上のＤＣ負荷使用電力２，３）では出力効率が８５％となる。補助電源６７の充電と放電を含む充放電効率を８０％とすると、
１）待機状態でＡＣ／ＤＣ変換を実施する場合の効率＝２５％
２）定格負荷状態で蓄電し待機状態で放電する場合の効率＝８５％×８０％＝６８％
となり、定格負荷状態（「動作モード」）ではＡＣ／ＤＣコンバータ６２から直流負荷に給電し、待機状態（「省エネモード」）では補助電源６７から省エネ負荷に給電する方が、電源回路６０の効率が良くなり、すなわち電力損失が少なくなるので、エネルギー消費量を削減することができる。

図５および図６に、主電源スイッチ４２のオフからオンへの切換り、および、「省エネモード」から「動作モード」への復帰により、プリンタ１の各部に印刷を行うに所要の動作電圧が印加された直後に、電源制御５０（のＣＰＵ５１；以下も同様）が開始する「給電制御」ＰＳＣの概要を示す。

まず図５を参照する。複写機ＭＦ１各部に印刷を行うに所要の動作電圧を印加した「動作モード」になると電源制御５０は、電圧検出回路７１をキャパシタ６９の電圧検出端に接続するスイッチをオンにして、電圧検出回路７１の電圧検出信号のレベルをＡ／Ｄ変換して読み込み、充電開始閾値Ｖcw以上であるか判定する（Ｓ１，Ｓ２）。そして該スイッチはオフにする。すなわち、キャパシタ電圧の把握が必要ない期間は、電圧検出回路７１をキャパシタ６９の電圧検出端から遮断してキャパシタ６９の、電圧検出回路７１による放電を防ぐ。

Ａ／Ｄ変換して読み込んだキャパシタ電圧が充電開始閾値Ｖcw以上であると、電源制御５０は、複写機各部の状態を把握する（Ｓ３）。ここで、主電源スイッチ４２が投入された直後、あるいは、「省エネモード」から「動作モード」への復帰時であり、定着リロード動作すなわち定着温度立ち上げを実行する必要があると判断した場合には、キャパシタコンバータ７０をドライブし、かつ切換回路６４，６６により、定着に至るまでの作像プロセスを実行するための＋５Ｖ系負荷８１および＋２４Ｖ系負荷４７ｃへの電源供給を、補助電源６７からの給電に指定するために、電源制御５０の内部のメモリの１領域に定めたレジスタＦＲｐに、補助電源６７からの給電を指示する指示情報「１」を書き込む（Ｓ４）。この指示情報「１」に応じて、タイマ割込みが、補助電源６７のドライブすなわち補助電源６７からの給電（電圧出力）を開始して、切換回路６４，６６を、補助電源６７から負荷８１，４７ｂへの給電に切り換える。すなわち、負荷８１，８２を、主電源６１の接続から、補助電源６７への接続に切り換え、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の出力を停止する。

電源制御５０は更に、定着器１７の定着ヒータへの供給可能電力の増大を行い（Ｓ５）、定着リロード動作を開始する（Ｓ６）。

しかし、Ａ／Ｄ変換して読み込んだキャパシタ電圧が充電開始閾値Ｖcw未満であったときには、上述の、補助電源６７からの給電には切換えず、定着器１７への供給可能電力の増大も行わないで、定着リロード動作を開始する（Ｓ２，Ｓ６）。

定着リロードの完了を確認し（Ｓ７）、定着リロードが完了すると、レジスタＦＲｐのデータを参照して（Ｓ８）、それが「１」（補助電源６７からの給電中）であると、補助電源からの給電を継続した状態でのプリント制御（Ｓ８〜Ｓ１４）に進んで、操作者によるプリント指示があるかないかの判断をする（Ｓ９）。

プリント指示があり、定着供給電力を定着リロード中の電力に切り換える必要がある場合には、定着供給電力をプリント開始時に要求される電力に切り換え（Ｓ１０）、補助電源６７による負荷８１，８２への電力供給のまま、プリント動作を開始する（Ｓ１１）。プリント（作像）動作開始後、タイマを起動し（Ｓ１２）、所定の時間が経過したことを確認したら（Ｓ１３）、すなわちタイマがタイムオーバすると、定着供給電力を通常プリント時の供給電力に切り換え（Ｓ１４）、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の出力を開始し、続けて切換回路６４，６６により負荷８１，４７ｂへの給電を主電源６１のＡＣ／ＤＣコンバータ６２でつくられた＋５Ｖ，＋２４電源に切り換え、キャパシタコンバータ４３は動作（出力）を停止して、レジスタＦＲｐの補助電源から負荷への給電中を表わす情報「１」をクリアする（Ｓ１５）。すなわちレジスタＦＲｐのデータを、補助電源から負荷への給電の停止を指示する指示情報「０」とする。なお、定着リロード後、続けてプリント指示がない場合は、定着リロード（定着温度立ち上げ）を完了したタイミングで、定着供給電力を待機時（印刷スタート指示待ち）の定着温度維持電力に切り換え（Ｓ１４）、補助電源６７の駆動（電圧出力）を停止して、レジスタＦＲｐをクリアする（Ｓ１５）。すなわちレジスタＦＲｐのデータを、補助電源６７からの給電の停止を指示する「０」に更新する。この指示情報「０」に応じて、タイマ割込みが、切換回路６４，６６を、主電源６１から負荷８１，８２への給電に切り換え、補助電源６７からの給電（電圧出力）を停止する。すなわち、負荷８１，８２を、補助電源６７の接続から、主電源６１への接続に切り換える。

次に図６を参照すると、その後は、プリント指示があるとプリント動作を行う（Ｓ１６，Ｓ１７）。また、前記定着リロード完了直後にレジスタＦＲｐのデータが「０」（補助電源６７からの給電停止）であったときにも、同様に補助電源からの給電を停止した状態でのプリント制御（Ｓ１６，Ｓ１７）に進む（Ｓ８，Ｓ１６）。

この、補助電源からの給電を停止した状態での印刷制御（Ｓ１６，Ｓ１７）では、印刷動作中に定着温度の低下が激しいときにはステップＳ４〜Ｓ６と同様に、補助電源６７からの給電を開始して定着温度の急速な立ち上げを行い、定着温度が上昇するとステップＳ１４，Ｓ１５と同様に補助電源６７からの給電を停止する。

また、プリント動作がなく、プリント指示待ち（スタンバイIII）のときには、キャパシタ４３ａの電圧を読み込んで充電要か検索して（Ｓ１８）、充電要であるとキャパシタ６９に充電する（Ｓ１９）。プリント動作がなく、プリント指示待ち（待機モードの中のスタンバイIII）が設定時間継続すると、このときキャパシタ６９が充電不要であると、タイマ割込みを禁止して（Ｓ２１）、「省エネモード」に移行する（Ｓ２０以下）。スタンバイIIIが設定時間継続したときキャパシタ６９が充電中であると、充電が完了してから（Ｓ１８，Ｓ１９）、タイマ割込みを禁止して「省エネモード」（Ｓ２０以下）に移行する。

「省エネモード」に移行することにより、第２負荷電流検出回路６５の検出電流はゼロ程度に低下し、第１負荷電流検出回路６５の検出電流は大幅に低下する。このような低下に応答して電源制御５０は、ヒータドライバ４２をオフし、かつ補助電源６７から、＋５Ｖ系負荷８１の中の省エネ負荷への給電を設定して、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２をオフ（出力停止）にする（Ｓ２０〜Ｓ２２）。この「省エネモード」では、電源制御５０は、キャパシタ６９の電圧（充電電圧：残電力相当）を監視する。しかも、第１負荷電流検出回路６５および第２負荷電流検出回路６５が電流発生（「動作モード」への移行によるＡＣ／ＤＣコンバータ６２の出力発生）を検出したかを監視し（Ｓ２３）、検出すると、図５に示したステップＳ１に進んで、上述の「給電制御」ＰＳＣを開始する。

「省エネモード」中にキャパシタ６９の電圧が設定値以下に低下すると、すなわち残電力が低くなると（Ｓ２４）、電源制御５０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２をオンにして、該コンバータ６２から省エネ負荷への給電を行うとともに、補助電源６７の出力は停止し、しかもキャパシタ充電器６８をオンにして、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２からキャパシタ６９に充電する（Ｓ２３〜Ｓ２７）。充電が完了すると、補助電源６７の充電を停止し、補助電源６７から省エネ負荷への給電を再開し、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２をオフにする（Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ２１，Ｓ２２）。

この、「省エネモード」でのＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から省エネ負荷への給電中は、省エネ負荷への電力は低いが、同時にＡＣ／ＤＣコンバータ(62)から補助電源(67)に充電電力を供給するので、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の直流出力が高く、出力効率が高い。すなわち電源装置の電力損失は低い。

−実施例２−
上記第１実施例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の直流負荷８１，８２への直流出力の高，低を検出する負荷検出手段として、第１および第２負過電流検出回路６３，６５を備えている。しかし、上記第１実施例のように、「動作モード」と「省エネモード」のいずれかを設定する場合は、この設定に対応する負荷の変化を待つことなく、「動作モード」／「省エネモード」間切り替えに対応して、電源回路（８３，６０）の給電を制御できる。第２実施例は、「動作モード」／「省エネモード」間切り替えに対応して、電源回路（８３，６０）の給電を制御するものである。

図７に、第２実施例の電源回路６０ａの概要を示す。電源回路６０ａは、第１実施例の電源回路６１から、第１および第２負過電流検出回路６３，６５を削除したものである。第２実施例の電源制御５０（のＣＰＵ５１）の給電制御の前半部は、図５に示す第１実施例のものと同一である。給電制御の後半部は、第１実施例のものと少し異なっている。

図８に、第２実施例の給電制御の後半部を示す。これは、図６に示す第１実施例の給電制御の後半部の、ステップＳ２０およびＳ２３の、直流負荷の低，高参照を、「省エネモード」，「動作モード」への移行を参照するものに変更したものである。これにより第２実施例は、「省エネモード」の間は補助電源６７から負荷８１，８２に給電しＡＣ／ＤＣコンバータ６２はオフにする。「動作モード」の間はＡＣ／ＤＣコンバータ６２から負荷８１，８２に給電し補助電源６７はオフにする。第２実施例のその他の構成および機能は、第１実施例と同様である。

−実施例３−
第１および第２実施例の電源回路６０，６０ａはいずれも、補助電源６７は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の直流出力によって充電されるものである。しかし第３実施例では、商用交流（４１）で充電する。

図９に、第３実施例の電源回路６０ｂの概要を示す。電源回路６０ａは、第１実施例の電源回路６１から、第１および第２負過電流検出回路６３，６５を削除したものである。補助電源６７のキャパシタ充電器６８ｂは、商用交流入力を直流に変換する整流回路を内蔵しており、この整流回路から後の電気回路は、第１および第２実施例のキャパシタ充電器６８のものと同様なものである。第３実施例でも、第２実施例と同様に、「省エネモード」においては補助電源６７から負荷８１に給電し、補助電源６７のキャパシタ６９の残電力が低下すると、負荷８１への給電はＡＣ／ＤＣコンバータ６２に切替える。

この場合、第３実施例では、補助電源６７を商用交流（４１）から充電するので、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２は、負荷８１（の中の省エネ負荷）のみとなるので、出力効率が大幅に低下する可能性がある。そこで第３実施例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２は低周波数のスイッチング駆動が可能なものとし、「省エネモード」で補助電源６７の残電力が低下して補助電源６７から負荷８１（の中の省エネ負荷）への給電が難しくなるときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２を低周波数スイッチングモードで動作させる。

第３実施例の電源制御５０（のＣＰＵ５１）の給電制御の前半部は、図５に示す第１実施例のものと同一である。給電制御の後半部は、第１実施例のものと少し異なっている。

図１０に、第３実施例の給電制御の後半部を示す。これは、図６に示す第１実施例の給電制御の後半部の、ステップＳ２０およびＳ２３の、直流負荷の低，高参照を、「省エネモード」，「動作モード」への移行を参照するものに変更し、しかも、「省エネモード」でのＡＣ／ＤＣコンバータ６２のオン（図６，図８のＳ２５）を、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の低周波数スイッチング駆動（Ｓ２５ｂ）に変更したものである。これにより第３実施例は、「省エネモード」の間は補助電源６７から負荷８１，８２に給電しＡＣ／ＤＣコンバータ６２はオフにする。「動作モード」の間はＡＣ／ＤＣコンバータ６２から負荷８１，８２に給電し補助電源６７はオフにする。「省エネモード」で補助電源６７の残電力が低下して補助電源６７から負荷８１（の中の省エネ負荷）への給電が難しくなるときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２を低周波数スイッチングモードで動作させる（Ｓ２５ｂ）。低周波数スイッチングにすると、単位時間当たりのスイッチング回数が低い分、スイッチング損失が低減し、低負荷である省エネ負荷への給電によるＡＣ／ＤＣコンバータ６２の電力損失が少なくなる。第３実施例のその他の構成および機能は、第１実施例と同様である。

−実施例４−
第４実施例の電源制御５０（のＣＰＵ５１）の給電制御の前半部は、図５に示す第１実施例のものと同一である。給電制御の後半部は、第１実施例のものと少し異なって、図１１に示すものとなっている。第１実施例では、補助電源６７の充電量が低くなったらＡＣ／ＤＣコンバータ６２から低負荷状態の負荷への給電を行う制御構成となっており（図６のＳ１６−Ｓ１８〜Ｓ２６）、ＡＣ／ＤＣ変換効率が低い状態でＡＣ／ＤＣコンバータ６２を駆動することもある。この点、図１１に示す第４実施例では、キャパシタ６９の充電電圧の高低とは関係なく、軽負荷時にはＡＣ／ＤＣコンバータ６２を出力停止にして、補助電源６７から直流負荷に給電する（Ｓ１６−Ｓ２０〜２２）。この給電中にキャパシタ６９の充電電圧の高低を検出し、充電電圧がある一定の閾値Ｖｃｗ未満になった場合には、補助電源６７が給電不可になる前にＡＣ／ＤＣコンバータ６２から補助電源６７へ充電を行うことにより（Ｓ２４ａ〜Ｓ２７）、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２から軽負荷への給電を完全に回避する。

印刷指示待ちの待機状態では低消費電力であるが、印刷動作可能に起動するとき高電力消費となり起動を終えた動作状態では中電力消費になるなど、消費電力変動が大きい機器（例えば複写機やプリンタ）に於いては、一般に低負荷時（待機状態）である時間が長く、全消費電力に占める低負荷時の消費電力の割合が高いため、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２から軽負荷へのＡＣ／ＤＣ変換効率の低い状態での給電を回避することにより、機器全体としての消費電力削減に大きく寄与できる。

すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２から補助電源６７へ充電する時のＡＣ／ＤＣ変換効率は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２からの出力電流値（補助電源６７へ充電する電流値）が、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の定格負荷近傍である時に高くなる。待機状態（印刷指示待ち）では低消費電力であるが、印刷動作可能に起動するとき高電力消費となり起動を終えた動作状態では中電力消費になるなど、消費電力変動が大きい機器（例えば複写機やプリンタ）に於いては、一般的にＡＣ／ＤＣコンバータ６２の定格負荷は高電力消費時の出力電流値に合わせて設定することが多いが、第４実施例によれば、補助電源６７は、高電力消費時の出力電流を放電可能な補助電源であるため、補助電源６７へ充電する電流値はＡＣ／ＤＣコンバータ６２の定格負荷時の電流値と近似値となるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２からの出力電流値（補助電源６７を充電する電流値）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の定格負荷近傍の値となり、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２から補助電源６７を充電する時のＡＣ／ＤＣ変換効率は高い状態となる。

第４実施例では、電源制御５０（図４）の不揮発性ＲＡＭ５４には残時間テーブル（残時間データ群）を格納する領域が割り当てられており、そこには、第４実施例のプリンタ１（図１，図２）を出荷するまでに、キャパシタ６９の充電電圧対応の、補助電源６７が直流負荷に給電可能な時間値すなわち残時間（給電不可になるまでの時間よりやや短い時間）が書込まれている。

再度図１１を参照すると、第４実施例のＣＰＵ５１は、キャパシタ６９の充電電圧があるＶｃｗ未満になると、該充電電圧に対応付けられている残時間Ｔｒを不揮発性ＲＡＭ５４から読み出し（Ｓ２４ａ，Ｓ２４ｂ）、残時間Ｔｒが０又は０と見なす小値であると、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の出力を開始してキャパシタ６９の充電を開始する（Ｓ２４ｃ，Ｓ２５，Ｓ２７）。このようにメモリアクセスにより残時間Ｔｒを導出すると、特別な演算機能等を用いること無しに、残時間値を得ることができる。第４実施例のその他の構成および機能は、第１実施例と同様である。

−実施例５−
上記第４実施例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の直流負荷８１，８２への直流出力の高，低を検出する負荷検出手段として、第１および第２負過電流検出回路６３，６５を備えている。しかし第５実施例は、「動作モード」／「省エネモード」間切り替えに対応して、電源回路（８３，６０）の給電を制御するものである。第５実施例の電源回路は、図７に示すものと同じである。

そして第５実施例のＣＰＵ５１は、図８に示す第２実施例の給電制御を、上記第４実施例の変更部と同様に変更した、図１２に示す給電制御を行う。第５実施例のその他の構成および機能は、第２実施例と同様である。

−実施例６−
図１３に、第６実施例のプリンタ１の電気系統の構成を示す。プリンタ１を使用するユーザの使用環境には、私設電力線７４が配線されている。私設電力線７４には、風力発電機７６，太陽発電器７５および又は人力発電機１７と、蓄電器７８が接続されている。太陽発電器７５の代表的なものは太陽電池である。人力発電機１７は、筋力トレーニング機械に発電機を装備したものであり、ユーザが筋力アップのために操作駆動する機構によって発電機が回転駆動されて発電する。蓄電器７８は、蓄電池，蓄電キャパシタおよび充放電コントローラを含み、発電電力（直流電力）を蓄電キャパシタで受け、蓄電キャパシタで蓄電器７８を充電し、蓄電器７８が私設電力線７４に給電する。

図１４には、第６実施例の電源回路６０ｃの構成を示す。補助電源６７のキャパシタ充電器６８には、私設電力線７４およびＡＣ／ＤＣコンバータ６２が、キャパシタ６９充電用の電力を給電できる。私設電力線７４の直流電圧を電圧検出回路７２が検出し、検出電圧を電源制御５０のＣＰＵ５１（図４）が読み込む。

図１５に、第６実施例のＣＰＵ５１の、給電制御の一部を示す。この給電制御は、図１１に示す実施例４の給電制御の一部を、私設電力線７４の給電電力を利用するように変更したものである（Ｓ２４ｄ，Ｓ２４ｅ）。すなわち、キャパシタ６９の充電電圧が低下して充電が必要になると（Ｓ２４ｂ，Ｓ２４ｃ）、第６実施例のＣＰＵ５１は、電圧検出回路７２の検出電圧すなわち私設電力線７４の電圧を参照して（Ｓ２４ｄ）、それがキャパシタ６９を充電するに十分な電圧であると、私設電力線７４から補助電源６７（キャパシタ６９）の充電を開始する（Ｓ２４ｄ，Ｓ２４ｅ，Ｓ２７）。しかし、私設電力線７４の電圧が該充電には不十分であると、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の出力を開始して（Ｓ２５）、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２から補助電源６７への充電を行う（Ｓ２７）。第６実施例のその他の構成および機能は、第４実施例と同様である。

私設電源７３から補助電源６７に対して充電を行うことにより、ＡＣ入力なしに低負荷時の電力を賄うことができ、低負荷時のＡＣ消費電力の削減（もしくは全廃）が可能になる。印刷指示を待つ待機状態では低消費電力であるが、印刷動作可能に起動するとき高電力消費となり起動を終えた動作状態では中電力消費になるなど、消費電力変動が大きい機器（例えば複写機やプリンタ）に於いては、一般に低負荷（待機）である時間が長く、全消費電力に占める低負荷時の消費電力の割合が高いため、低負荷時のＡＣ消費電力を削減（もしくは全廃）することにより、機器全体としての消費電力削減に大きく寄与できる。動作停止の待機状態では低消費電力であるが、動作可能に起動するとき高電力消費となり起動を終えた動作状態では中電力消費になるなど、消費電力変動が大きい機器（例えば複写機やプリンタ）の低負荷時の消費電力量は通常数Ｗ程度であり（１Ｗ以下の場合もあり）、市場で流通している太陽電池で十分対応可能なレベルである。よって、私設電源７３は、太陽電池のみで構成することもできる。

−実施例７−
上記第６実施例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２の直流負荷８１，８２への直流出力の高，低を検出する負荷検出手段として、第１および第２負過電流検出回路６３，６５を備えている。しかし第７実施例は、第２実施例（図８）と同様に、「動作モード」／「省エネモード」間切り替えに対応して、電源回路（８３，６０）の給電を制御するものである。

図１６に、第７実施例の電源回路６０ｄの構成を示す。これは、図７に示す第２実施例の電源回路６０ａを、図１３および図１４に示す、私設電力線７４の電力を利用するための変更を加えたものである。

図１７に、第７実施例のＣＰＵ５１が行う給電制御の一部を示す。第７実施例のＣＰＵ５１は、図１２に示す第５実施例の給電制御を、上記第６実施例と同様に、私設電力線７４の給電電力を利用するように変更した（Ｓ２４ｄ，Ｓ２４ｅ）給電制御を行う。第７実施例のその他の構成および機能は、第２実施例と同様である。

１：プリンタ
２：ベルトクリーナ
３：転写ベルト
４（４ｋ〜４ｙ）：作像カートリッジ
５：感光体ドラム
６：帯電ローラ
７：現像器
８：１次転写ローラ
９：感光体クリーナ
１０：レーザ走査器
１１：２次転写ローラ
１２：給紙トレイ
１３：給紙ローラ
１４：レジストセンサ
１５：レジストローラ
１６：送り出し通路
１７：定着器
１８：排紙路
１９：排紙ローラ
２０：排紙トレイ
２１：排紙センサ
２２：戻し反転通路
２３：送りローラ
２４：反転紙センサ
２５：反転紙送給路

特開２０００−１８４７１６号公報 特開２００４− ７４５５８号公報 特開２００５− ２７３７４号公報 特開２００４−２６６９８４号公報 特開２００７−１２７８４３号公報

Claims (16)

1. 交流を直流出力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ；
   蓄電可能な補助電源：
   前記ＡＣ／ＤＣコンバータの直流負荷への直流出力の高，低を検出する負荷検出手段；および、
   前記交流の電力限界を超える負荷になるときには前記ＡＣ／ＤＣコンバータの直流出力を遮断して代わりに前記補助電源から前記直流負荷に給電し、前記電力限界以内では、前記負荷検出手段が直流負荷の「高」を検出している間は前記直流負荷に前記ＡＣ／ＤＣコンバータから給電するが、「低」を検出している間は前記補助電源から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータは遮断する、給電制御手段；を備える電源装置。
2. 前記給電制御手段は、前記負荷検出手段が直流出力の「高」を検出しているが前記交流から交流負荷への給電電力が低下したとき、前記補助電源の残電力が低いと該補助電源を充電する、請求項１に記載の電源装置。
3. 交流を直流出力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ；
   蓄電可能な補助電源；
   前記ＡＣ／ＤＣコンバータの直流負荷への直流出力を高とする「動作モード」と特定の小さい直流負荷のみに給電する「省エネモード」を指定する給電モード指定手段；および、
   該給電モード指定手段が「動作モード」を指示し前記交流の電力限界を超える負荷になる立ち上げのときには前記ＡＣ／ＤＣコンバータの直流出力を遮断して代わりに前記補助電源から前記直流負荷に給電し、該「動作モード」で前記電力限界以内の負荷である通常時では前記直流負荷に前記ＡＣ／ＤＣコンバータから給電するが、前記給電モード指定手段が「省エネモード」を指定している間は前記直流負荷に前記補助電源から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータは遮断する、給電制御手段；を備える電源装置。
4. 前記給電制御手段は、前記「動作モード」ではあるが前記交流から交流負荷への給電電力が低下したとき、前記補助電源の残電力が低いと該補助電源を充電する、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記補助電源は前記ＡＣ／ＤＣコンバータから充電する；請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電源装置。
6. 前記給電制御手段は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータは遮断しているとき、該補助電源の残電力が低下すると前記ＡＣ／ＤＣコンバータから前記直流負荷に給電するとともに該補助電源を前記ＡＣ／ＤＣコンバータで充電する；請求項５に記載の電源装置。
7. 前記補助電源は前記交流から充電する；請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電源装置。
8. 前記給電制御手段は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源から給電し前記ＡＣ／ＤＣコンバータは遮断しているとき、該補助電源の残電力が低下すると前記ＡＣ／ＤＣコンバータを低周波数駆動して前記直流負荷に給電するとともに該補助電源を前記交流で充電する；請求項７に記載の電源装置。
9. 前記補助電源は、私設電源から充電する；請求項１又は４に記載の電源装置。
10. 前記給電制御手段は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源から給電しているときに、該補助電源の残電力が低下すると、該補助電源から該直流負荷への給電を継続して該補助電源を前記ＡＣ／ＤＣコンバータで充電する；請求項１乃至５のいずれか１つに記載の電源装置。
11. 前記給電制御手段は、前記交流の電力限界内で前記直流負荷に前記補助電源から給電しているとき、該補助電源の残電力値により補助電源から給電ができなくなるまでの残時間を導出して、該残時間がなくなる前に、前記補助電源を前記ＡＣ／ＤＣコンバータで充電開始する；請求項１０に記載の電源装置。
12. 前記残時間は、前記補助電源の残電力値に対応付けて残時間を格納したメモリより、前記給電中の残電力値に対応する残時間を読み出して得る；請求項１１に記載の電源装置。
13. 前記ＡＣ／ＤＣコンバータから前記補助電源への充電は、該補助電源の充電量が所定値以上になると停止する；請求項１０乃至１２のいずれか１つに記載の電源装置。
14. 前記補助電源を前記ＡＣ／ＤＣコンバータで充電するときは、該ＡＣ／ＤＣコンバータとして最も変換効率が高い条件で充電を行う；請求項５，６，１０乃至１３のいずれか１つに記載の電源装置。
15. 前記補助電源は、私設電源の電力が使用可能であると該私設電源から、使用不可であると前記ＡＣ／ＤＣコンバータで充電する；請求項１１乃至１４のいずれか１つに記載の電源装置。
16. 感光体に静電潜像を形成し該静電潜像をトナー像に現像して該トナー像を直接に又は中間転写体を介して間接に用紙に転写する作像手段；
    定着ヒータを含み、前記用紙上のトナー像を該用紙に固着する定着装置；
    交流からの入力交流を制御して前記定着ヒータに通電するヒータドライバ；および、
    請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の電源装置；
    を備える画像形成装置。

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