JP5402444B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、充放電可能な蓄電手段を有する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、装置内の温度上昇を抑えるためファンを駆動させている。ファンの駆動は、コピー、プリント等の動作モード中のみでなく、動作完了後の所定期間においても実施している。

一方、画像形成装置の駆動電源である主電源は、可能なかぎり停止させたほうが消費電力を低減させることができる。そこで従来では、動作完了直後に主電源を停止させ、ファンは補助電源により駆動させる技術が既に知られている。例えば特許文献１には、消費電力を低減する目的で、省エネルギーモードへ移行すべき場合には蓄電手段からの電力供給によってファンを駆動させ、主電源は停止させる構成が開示されている。

しかしながら上記従来の技術では、補助電源となる充放電可能な蓄電手段に充電を行うタイミング等が明確に決められていない。そのため、長期間での消費電力を考えた場合に、従来のように充電を行うと十分に消費電力を低減させることができない。

また従来では、画像形成装置に供給される商用ＡＣ（Alternating Current）電源容量を画像形成装置の立ち上げ時間の短縮や線速の向上のために最大限活用しており、画像形成装置が動作モードにあるときは電力に余裕がないため、動作モード以外に蓄電手段への充電を行っている。また商用ＡＣ電源に対して余裕がある画像形成装置であっても、主電源の容量を大きくすることを考慮して、蓄電手段に対する充電は主電源の負荷が小さいとき（動作モード以外）に行っている。

このように従来の画像形成装置では、蓄電手段を充電するための時間を別途設けているため、その分消費電力が増大してしまう。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、消費電力を低減することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。

本発明は、少なくとも動作モードと省エネモードとを有する画像形成装置であって、当該画像形成装置へ電力を供給する主電源と、充放電可能な蓄電手段と、前記主電源又は前記蓄電手段により供給される電力で駆動されるファンと、当該画像形成装置が動作モード中にあるときにのみ、前記蓄電手段の充電を行う充電手段と、を有し、前記充電手段による前記蓄電手段に対する充電は、当該画像形成装置が前記動作モードにある期間に基づき決定され、前記動作モードのときに前記ファンが前記主電源からの電力により駆動し、前記省エネモードのときに前記ファンが前記蓄電手段からの電力により駆動することを特徴とする構成とした。

また本発明の画像形成装置において、前記充電手段は、当該画像形成装置が動作モードとなってから所定時間が経過した後に前記蓄電手段の充電を行う構成とした。

また本発明の画像形成装置は、前記蓄電手段に蓄電された電力量を検出する電力検出手段と、前記電力検出手段により前記蓄電手段の満充電が検出されたき、前記充電手段による充電を停止させる充電制御手段と、を有する構成とした。

また本発明の画像形成装置において、前記蓄電手段は、キャパシタである構成とした。

本発明によれば、消費電力を低減することができる。

本発明の画像形成装置の構成を説明する図である。 補助電源におけるキャパシタの充電動作を説明するフローチャートである。 補助電源におけるキャパシタの充電動作を説明するタイミングチャートである。

本発明は、補助電源を充電するための時間を設けず、画像形成装置が動作モードにあるときに補助電源を充電する。

以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の構成を説明する図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、主電源スイッチ１１０、主電源１２０、補助電源１３０、制御部１４０、定着加熱装置１５０、＋５Ｖ系負荷１６０、＋２４Ｖ系負荷１７０、切換回路１８０を有する。

主電源スイッチ１１０は、オン／オフにより、商用ＡＣ電源１０の主電源１２０への供給を制御する。

主電源１２０は、定着電源１２１、定電圧電源（ＡＣ／ＤＣコンバータ）１２２、１２３を有する。定着電源１２１は、主電源スイッチ１１０を介して商用ＡＣ電源から供給されたＡＣ電源を定着加熱装置１５０へ供給する。定電圧電源１２２は、商用ＡＣ電源１０から供給されるＡＣ電源をＤＣ電源に変換し、定電圧フィードバック制御を行って５ＶのＤＣ電圧を発生させ、＋５Ｖ系負荷１６０へＤＣ電圧を供給する。定電圧電源１２３は、商用ＡＣ電源１０から供給されるＡＣ電源をＤＣ電源に変換し、定電圧フィードバック制御を行って２４ＶのＤＣ電圧を発生させ、＋２４Ｖ系負荷１７０へＤＣ電圧を供給する。

補助電源１３０は、＋２４Ｖ系負荷１７０に含まれるファン１７１を駆動させる。本実施形態の補助電源１３０は、キャパシタ１３１、電力検出部１３２、キャパシタ充電部１３３を有する。キャパシタ１３１は電力を蓄積する。電力検出部１３２は、キャパシタ１３１に充電された電力量を監視する。キャパシタ充電部１３３は、制御部１４０からの充電指示を受けて、定電圧電源１２３からの電源によりキャパシタ１３１に電力を充電する。

尚本実施形態のキャパシタ１３１は、電気二重層コンデンサ等の大容量のキャパシタであることが好ましい。キャパシタ１３１には、電気二重層コンデンサ以外にも選択可能だが、本発明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ることが好ましい。

制御部１４０は、画像形成装置１００全体の制御を司る。本実施形態の制御部１４０は、充電制御部１４１、モード検出部１４２、切換指示部１４３を有する。充電制御部１４１は、補助電源１３０のキャパシタ充電部１３３に対して充電指示を行う。モード検出部１４２は、画像形成装置１００のモードを検出する。切換指示部１４３は、モード検出部１４２によるモードの検出結果に基づき、ファン１７１の電源を主電源１２０から補助電源１３０へ又は補助電源１３０から主電源１２０へ切り換える切換指示を切換回路１８０に対して行う。

以下に本実施形態の画像形成装置１００のモードについて説明する。

本実施形態の画像形成装置１００は、動作モード、待機モード、省エネルギーモード（以下、省エネモード）を有する。動作モードとは、画像形成装置１００により実現できる機能を実行している状態を示している。本実施形態の画像形成装置１００が例えば印刷、コピー、ＦＡＸ送受信等の機能を有する場合には、これらの各機能を実行している状態を動作モードと言う。待機モードとは、画像形成装置１００が機能の実行指示を待っている状態である。省エネモードとは、消費電力を低減するモードである。本実施形態では、画像形成装置１００のモードが待機モードとなってから予め設定された所定時間が経過すると、省エネモードへ移行するものとした。また本実施形態の画像形成装置１００では、省エネモードへ移行すると、＋２４Ｖ系負荷１７０を動作させる定電圧電源１２２が停止する。

本実施形態の切換指示部１４３は、モード検出部１４２により画像形成装置１００のモードが動作モード又は待機モードから省エネモードへ移行したことが検出されると、切換回路１８０へファン１７１の電源を定電圧電源１２３から補助電源１３０へ切り換える切換指示を行う。切換回路１８０は、切換指示を受けてファン１７１の電源を定電圧電源１２３から補助電源１３０のキャパシタ１３１へ切り換える。また切換指示部１４３は、モード検出部１４２により画像形成装置１００のモードが省エネモードから動作モード又は待機モードへ移行したことが検出されると、切換回路１８０へファン１７１の電源を補助電源１３０から定電圧電源１２３へ切り換える切換指示を行う。切換回路１８０は、切換指示を受けてファン１７１の電源を補助電源１３０のキャパシタ１３１から定電圧電源１２３へ切り換える。

定着加熱装置１５０は、画像形成装置１００における画像形成動作に含まれる加熱定着を行う。＋５Ｖ系負荷１６０は、＋５Ｖの電圧で動作する負荷である。＋２４Ｖ系負荷１７０は、＋２４Ｖの電圧で動作する負荷である。＋２４Ｖ系負荷１７０には、ファン１７１が含まれる。

ファン１７１は、画像形成装置１００の装置内部の温度を所定温度以下とするための冷却手段である。尚本実施形態の画像形成装置１００は、装置内部に図示しない温度検出手段を有しており、装置内部の温度が所定温度を超えるとファン１７１を駆動させ、装置内部の温度が所定温度以下となったらファン１７１の駆動を停止させる制御を行っている。

本実施形態のファン１７１は、画像形成装置１００が動作モード又は待機モードにある場合には、定電源電圧１２３から供給される電力で駆動する。また本実施形態のファン１７１は、画像形成装置１００が省エネモードにある場合には、補助電源１３０のキャパシタ１３１から供給される電力で駆動する。

切換回路１８０は、補助電源１３０とファン１７１との間に設けられており、＋２４Ｖ系負荷１７０に対する定電圧電源１２３からの電源の供給が停止したとき、ファン１７１の電源を補助電源１３０へ切り換える。

尚本実施形態では、補助電源１３０の出力電圧を定電圧電源１２３の出力電圧より低くなるように設定し、切換回路１８０をダイオードにより構成しても良い。このように構成すれば、ファン１７１は、動作モード中に定電圧電源１２３が起動している場合には、電圧の高い定電圧電源１２３の電力で駆動される。そしてファン１７１は、省エネモードへ移行して定電圧電源１２３が停止した場合には、補助電源１３０の電力で駆動する。すなわち定電圧電源１２３と補助電源１３０とを切り換えるための制御が不要となり、制御及び回路構成を簡素化することができる。

次に、図２を参照して本実施形態の画像形成装置１００の補助電源１３０におけるキャパシタの充電動作について説明する。図２は、補助電源におけるキャパシタの充電動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の画像形成装置１００において、制御部１４０は、モード検出部１４２により画像形成装置１００のモードを検出し、検出されたモードが動作モードであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。モードが動作モードであった場合、制御部１４０は所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２において所定時間が経過した場合、制御部１４０は、充電制御部１４１によりキャパシタ充電部１３３に充電指示を行う。キャパシタ充電部１３３は、充電指示を受けてキャパシタ１３１の充電を開始する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２において所定時間が経過していない場合、モード検出部１４２は動作モードが終了したか否かを判定する（ステップＳ２４）。そしてステップＳ２４において動作モードが終了していた場合、処理を終了する。ステップＳ２４において動作モードが終了していない場合、ステップＳ２２へ戻る。

次にモード検出部１４２は、動作モードが終了したか否かを判定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において動作モードが終了していない場合、充電制御部１４１は、キャパシタ１３３が満充電となったか否かを判定する（ステップＳ２６）。具体的には充電制御部１４１は、電力検出部１３２により検出されたキャパシタ１３１の電力に基づき、キャパシタ１３１が満充電か否かを判定する。ステップＳ２５において動作モードが終了していた場合、充電制御部１４１はキャパシタ充電部１３３によるキャパシタ１３３の充電を停止させ（ステップＳ２７）、処理を終了する。

ステップＳ２６において満充電が検出されると、充電制御部１４１はステップＳ２７へ進み、キャパシタ１３１の充電を停止させて充電動作を終了する。

尚ステップＳ２２における所定時間は、予めユーザにより設定された時間であってもよい。尚図２の説明では、動作モードに移行してから所定時間が経過した後にキャパシタ１３１の充電を開始するものとして説明したが、これに限定されない。本実施形態では、例えば動作モードに移行すると同時にキャパシタ１３１の充電を開始しても良い。

図３は、補助電源におけるキャパシタの充電動作を説明するタイミングチャートである。

画像形成装置１００は、タイミングＡにおいて動作指示を受けると、主電源１２０を起動させて省エネモードから復帰して動作モードに移行する。このとき制御部１４０は、モード検出部１４２により動作モードとなったことを検出し、充電制御部１４１によりキャパシタ充電部１３３によるキャパシタ１３１の充電を開始する。キャパシタ１３１は、充電により蓄積電力量が増加するため、動作モード中にキャパシタ１３１の電圧は上昇する。

タイミングＢにおいて画像形成装置１００の動作モードが終了して待機モードへ移行すると、充電制御部１４１は、動作モードの終了と同時にキャパシタ充電部１３３によるキャパシタ１３１の充電を停止させる。

画像形成装置１００において待機モードに移行してから所定時間が経過すると、タイミングＣにおいて省エネモードへ移行する。省エネモードに移行すると、主電源１２０は停止するため、ファン１７１の電源は主電源１２０かに補助電源１３０に切り換えられる。ファン１７１は、補助電源１３０のキャパシタ１３１に蓄えられた電力で駆動する。キャパシタ１３１の電圧は時間と共に下降し、キャパシタ１３１の電圧がファン１７１を駆動せるのに必要な下限電圧まで下降すると、ファン１７１の駆動は停止する。

尚画像形成装置１００において、動作モード終了後にファン１７１の駆動を必要とする期間（以下、駆動必要期間）は、動作モードであった期間に依存する。すなわち動作モードであった期間が長い程、画像形成装置１００内の温度は上昇し、ファンの駆動必要期間は長くなる。そこで本実施形態では、動作モードでいた期間に基づきファン１７１の駆動必要期間を考慮してキャパシタ１３１の充電を行っても良い。

本実施形態では、例えばキャパシタ１３１に蓄積される電力がファン１７１の必要駆動時間を考慮した電力となるように、キャパシタ充電部１３３の容量（充電勾配）を決定しても良い。本実施形態では、例えばファン１７１の駆動時間、ファン１７１の消費電力、キャパシタ１３１の容量等を対応付けたテーブル等を有しており、駆動必要時間に対応したキャパシタ１３１の容量を充電できるように、キャパシタ充電部１３３の容量を決定しても良い。

本実施形態では、この構成により、無駄な電力を蓄電することを防止できる。またキャパシタ充電部１３３の容量を過度に大きく設定することがなくなるため、コストを低減させることができる。さらにファン１７１をキャパシタ１３１の残容量で駆動可能な期間のみ駆動させる制御となるため、無駄なファン１７１の駆動を防止でき、消費電力を低減できる。またファン１７１を停止させるための時間管理が不要となり、ファン１７１の制御構成を簡素化できる。

さらに本実施形態の画像形成装置１００において、動作モードであった期間が短いときには、動作モード終了後のファン１７１の駆動が不要な場合がある。その際は、充電制御部１４１は、タイミングＡ１からキャパシタ１３１の充電が開始されるように、キャパシタ充電部１３３を制御すれば良い。

以上に説明したように、本実施形態の画像形成装置１００では、補助電源１３０のキャパシタ１３１を充電するための時間を設けずに、画像形成装置１００が動作モードにあるときにキャパシタ１３１の充電を行う。よって本実施形態の画像形成装置１００には、充電動作のためだけに動作モードである必要がなく、主電源１２０を立ち上げている時間を短くすることができ、消費電力を低減させることができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ 画像形成装置
１１０ 主電源スイッチ
１２０ 主電源
１３０ 補助電源
１３１ キャパシタ
１３３ キャパシタ充電部
１４０ 制御部
１４１ 充電制御部
１７１ ファン
１８０ 切換回路

特開２００４−３０１８７７号公報

Claims (4)

1. 少なくとも動作モードと省エネモードとを有する画像形成装置であって、
   当該画像形成装置へ電力を供給する主電源と、
   充放電可能な蓄電手段と、
   前記主電源又は前記蓄電手段により供給される電力で駆動されるファンと、
   当該画像形成装置が動作モード中にあるときにのみ、前記蓄電手段の充電を行う充電手段と、を有し、
   前記充電手段による前記蓄電手段に対する充電は、当該画像形成装置が前記動作モードにある期間に基づき決定され、
   前記動作モードのときに前記ファンが前記主電源からの電力により駆動し、前記省エネモードのときに前記ファンが前記蓄電手段からの電力により駆動する画像形成装置。
2. 前記充電手段は、
   当該画像形成装置が動作モードとなってから所定時間が経過した後に前記蓄電手段の充電を行う請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記蓄電手段に蓄電された電力量を検出する電力検出手段と、
   前記電力検出手段により前記蓄電手段の満充電が検出されたとき、前記充電手段による充電を停止させる充電制御手段と、を有する請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記蓄電手段は、キャパシタである請求項１ないし３の何れか一項に記載の画像形成装置。

Images