(57)【要約】【課題】蓄電装置を小型化し、蓄電装置の寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することにある。【解決手段】記録材に形成された画像を定着させるために、リチウムイオン電池３から定着ヒータ６に放電された放電量を計測し、放電後にバランス回路４によりリチウムイオン電池３をバランスさせ、放電後のリチウムイオン電池３の充電量を計測し、基準充電量と充電量との差分を演算し、この差分と放電量に基づいて、充電させる電力量を演算し、この電力量を充電制御回路５によりリチウムイオン電池３を充電する画像形成装置。【選択図】      図１
2010060820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に形成された画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段に供給するための電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段から前記定着手段への放電量を計測する放電量計測手段と、
前記蓄電手段に充電されている充電量を計測する充電量計測手段と、
前記蓄電手段の前記定着手段への放電後に前記蓄電手段に充電されていると想定される充電量である基準充電量と、前記蓄電手段の前記定着手段への放電後に前記充電量計測手段により計測された充電量との差分を演算する差分演算手段と、
前記放電量計測手段により計測された放電量及び前記差分演算手段により演算された差分に基づいて、前記蓄電手段に充電させる電力量を演算する充電電力量演算手段と、
前記充電電力量演算手段により演算された電力量を、前記蓄電手段に充電させる充電手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材に形成された画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段に供給するための電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段による前記定着手段への放電量を計測する放電量計測手段と、
前記蓄電手段に充電されている充電量を計測する充電量計測手段と、
前記蓄電手段を満充電にする満充電手段と、
前記満充電手段による前記蓄電手段に充電する電力量を計測する満充電電力量計測手段と、
前記蓄電手段の前記定着手段への放電後に前記充電量計測手段により計測された充電量及び前記満充電電力量計測手段により計測された電力量に基づいて、前記蓄電手段の前記定着手段への放電可能な容量を演算する放電可能容量演算手段と、
前記放電可能容量演算手段により演算された放電可能な容量及び前記放電量計測手段により計測された放電量に基づいて、前記定着手段に供給する必要のある予め決められた必要供給量以上で前記蓄電手段に充電させる電力量を演算する充電電力量演算手段と、
前記充電電力量演算手段により演算された電力量を、前記蓄電手段に充電させる充電手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
蓄電装置に蓄えられた電力を放電させ、記録材に形成された画像を定着させる画像形成装置の制御方法であって、
前記蓄電装置から放電された放電量を計測するステップと、
前記蓄電装置の放電後に、前記蓄電装置に充電されている充電量である放電後充電量を計測するステップと、
前記蓄電装置の放電後に、前記蓄電装置に充電されていると想定される充電量である基準充電量と、前記放電後充電量との差分を演算するステップと、
前記放電量及び前記差分に基づいて、前記蓄電装置に充電させる電力量である充電電力量を演算するステップと、
前記充電電力量を、前記蓄電装置に充電させるステップと
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項４】
蓄電装置に蓄えられた電力を放電させ、記録材に形成された画像を定着させる画像形成装置の制御方法であって、
前記蓄電装置の放電後に、前記蓄電装置に充電されている充電量である放電後充電量を計測するステップと、
前記蓄電装置の放電後に、前記蓄電装置を満充電にするステップと、
前記蓄電装置を満充電にするまでに充電する電力量である満充電電力量を計測するステップと、
前記放電後充電量及び前記満充電電力量に基づいて、前記蓄電装置の放電可能な容量である放電可能容量を演算するステップと、
前記蓄電装置の満充電後に、前記蓄電装置から放電された放電量である満充電後放電量を計測するステップと、
前記放電可能容量及び前記満充電後放電量に基づいて、前記画像を定着させるために供給する必要のある予め決められた必要供給量以上で前記蓄電装置に充電させる電力量である充電電力量を演算するステップと、
前記充電電力量を、前記蓄電装置に充電させるステップと
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置を用いて記録材に画像を定着させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、多機能周辺装置（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）又は複写機などの画像形成装置は、次のようにして画像を記録材上に定着させる。まず、画像形成装置は、記録材上に未定着の画像を形成する。次に、その未定着の画像を熱と圧力で記録材上に定着させる。このとき、熱と圧力を加えるために、定着ローラを用いることが多い。定着ローラは、定着ヒータにより加熱される。画像形成装置を使用しない待機時においても、定着ヒータは、電力が供給され、加熱されている。この待機時の消費電力を低減し、かつ、画像形成装置を使用する時に、待ち時間となる定着ローラの加熱時間を短縮するために、蓄電装置から定着ヒータへ電力を供給する画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
また、この蓄電装置は、小型であることが望ましい。ここで、リチウムイオン電池は、蓄積エネルギー密度が高いため、小型化することができる。従って、蓄電装置を小型化するには、リチウムイオン電池が適している。
【特許文献１】特開２００６−３１３２６６号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リチウムイオン電池は、充放電の繰り返し回数（サイクル数）などにより、寿命が短くなる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、蓄電装置を小型化し、蓄電装置の寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従った画像形成装置は、記録材に形成された画像を定着させる定着手段と、前記定着手段に供給するための電力を蓄える蓄電手段と、前記蓄電手段から前記定着手段への放電量を計測する放電量計測手段と、前記蓄電手段に充電されている充電量を計測する充電量計測手段と、前記蓄電手段の前記定着手段への放電後に前記蓄電手段に充電されていると想定される充電量である基準充電量と、前記蓄電手段の前記定着手段への放電後に前記充電量計測手段により計測された充電量との差分を演算する差分演算手段と、前記放電量計測手段により計測された放電量及び前記差分演算手段により演算された差分に基づいて、前記蓄電手段に充電させる電力量を演算する充電電力量演算手段と、前記充電電力量演算手段により演算された電力量を、前記蓄電手段に充電させる充電手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄電装置を小型化し、蓄電装置の寿命を延ばすことのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す構成図である。なお、図面中において、同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１０】
本実施形態に係る画像形成装置は、定着ヒータ制御回路１０と、制御装置２０とを備えている。
【００１１】
定着ヒータ制御回路１０は、交流電源１と、整流器２と、リチウムイオン電池３と、バランス回路４と、充電制御回路５と、定着ヒータ６，７と、切替スイッチ８と、スイッチ９とを備えている。
【００１２】
交流電源１は、画像形成装置で使用される電力を供給する。即ち、交流電源１は、画像形成装置の主電源である。具体的には、交流電源１は、定着ヒータ制御回路１０においては、定着ヒータ７の加熱及びリチウムイオン電池３の充電などのために電力供給をする。交流電源１は、例えば、商用電源である。
【００１３】
整流器２は、交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する。整流器２により変換された直流電力は、リチウムイオン電池３に充電される。
【００１４】
リチウムイオン電池３は、電力を蓄える蓄電装置である。リチウムイオン電池３は、整流器２から供給された直流電力により充電される。リチウムイオン電池３は、定着ヒータ６を加熱するための直流電力を供給する。リチウムイオン電池３は、複数のセル３１を備えている。
【００１５】
バランス回路４は、リチウムイオン電池３の各セル３１の充電量のバラツキを揃えるための回路である。バランス回路４は、各セル３１について１つずつ対応するように、スイッチ４１及び抵抗４２を備えている。バランス回路４は、スイッチ４１を入り切りし、セル３１に充電された余分なエネルギーを抵抗４２で消費させる。このようにして、バランス回路４は、各セル３１の充電量を調整する。
【００１６】
充電制御回路５は、リチウムイオン電池３の各セル３１の充電電圧などの状態を監視する。充電制御回路５は、各セル３１が過充電及び過放電しないように制御する。充電制御回路５は、バランス回路４を制御して、各セル３１のバラツキを調整する。リチウムイオン電池３は、長期に使用すると、自己放電や容量劣化により、各セル３１の充電量にバラツキが発生するからである。
【００１７】
定着ヒータ６，７は、定着ローラ（図示せず）を加熱するための機器である。定着ヒータ６は、リチウムイオン電池３から供給される直流電力により加熱される。定着ヒータ７は、交流電源１から供給される交流電力により加熱される。交流電源１は、商用電源などの場合、供給電力が制限される。このため、急速に加熱する場合は、定着ヒータ７のみによる加熱では、熱量が不足する。そこで、定着ヒータ６は、定着ヒータ７による加熱の不足する熱量を補うために、設けられている。
【００１８】
切替スイッチ８は、リチウムイオン電池３の充電と、リチウムイオン電池３の放電による定着ヒータ６への直流電力の供給との切り替えをする。
【００１９】
スイッチ９は、交流電源１から定着ヒータ７への回路の接続及び切断をする。スイッチ９を入れると、定着ヒータ７は、交流電源１から交流電力が供給される。これにより、定着ヒータ７は、加熱される。スイッチ９を切ると、定着ヒータ７は、交流電源１から交流電力が供給されなくなる。
【００２０】
制御装置２０は、定着ヒータ制御回路１０を制御する装置である。具体的には、制御装置２０は、切替スイッチ８の切り替え、スイッチ９の入切、及び充電制御回路５への制御指令の出力などをする。制御装置２０は、マイクロコンピュータ（マイコン）などから構成されている。
【００２１】
次に、リチウムイオン電池３について説明する。
【００２２】
図２は、難黒鉛化性炭素負極リチウムイオン二次電池のサイクル特性（充電：４．２Ｖ、ｍａｘ・１Ａ、ｍａｘ・３時間、２３℃、放電：７５０ｍＡ・２．５Ｖ、ｏｕｔ ｏｆｆ・２３℃）を示す特性図である（“電池便覧”，電池便覧編集委員会編，丸善株式会社，図３．６．７５引用）。図３は、黒鉛負極リチウムイオン二次電池のサイクル特性（充電：４．２Ｖ、ｍａｘ・１Ａ、ｍａｘ・３時間、２３℃、放電：８００ｍＡ・３Ｖ、ｃｕｔ ｏｆｆ・２３℃）を示す特性図である（“電池便覧”，電池便覧編集委員会編，丸善株式会社，図３．６．７６引用）。
【００２３】
リチウムイオン電池３は、図２及び図３に示すように、充放電の繰り返しにより容量が減少する。このため、リチウムイオン電池３は、定着ローラの加熱に必要な容量より大きな容量のものを設けている。リチウムイオン電池３は、容量が７０％程度減少した状態を寿命とすることが多い。そこで、リチウムイオン電池３は、定着ローラの加熱に必要な容量の１．５倍程度の容量とする。
【００２４】
リチウムイオン電池３の劣化の原因としては、様々な現象がある。原因の１つとして、正極（ＬｉｘＣｏＯ２）の劣化の速さは、電池の充電量によって変わる。リチウムイオン電池３は、ＬｉｘＣｏＯ２のｘが小さくなる程、即ち、電池の充電量が大きくなる程、ＬｉｘＣｏＯ２が分解して劣化する。また、リチウムイオン電池３は、過放電になると、著しく劣化する。そこで、リチウムイオン電池３は、過放電にならない範囲で、できるだけ電池への充電量を小さくすることで、電池の寿命を延ばすことができる。
【００２５】
次に、図４を参照して、リチウムイオン電池３の放電容量の使用範囲について説明する。
【００２６】
図４は、リチウムイオン電池３の放電容量と電位の関係（ＬｉＣｏＯ２正極の放電曲線、放電電流：０．２５ｍＡ／ｃｍ２、焼成温度：８５０℃）を示す特性図である（“電池便覧”，電池便覧編集委員会編，丸善株式会社，図３．６．２１引用）。
【００２７】
図４に示すように、リチウムイオン電池３の各セル３１の電圧は、放電容量が大きくなるとともに減少する。リチウムイオン電池３は、前述したように過放電になると著しく劣化する。このため、図４に示す場合では、１４０ｍＡｈ／ｇまでが有効に使える放電容量になる。ここで、リチウムイオン電池３は、電池の容量劣化を想定して、必要な容量の１．５倍の容量を設置する。従って、リチウムイオン電池３は、定着ローラの加熱のために放電される容量を、図４に示す放電容量に換算すると、次式となる。
【００２８】
１４０ｍＡｈ／ｇ÷１．５＝９３ｍＡｈ／ｇ
このため、電池の容量が劣化していない場合には、リチウムイオン電池３は、放電容量が４７ｍＡｈ／ｇから１４０ｍＡｈ／ｇの間で、用いるようにする。
【００２９】
このとき、リチウムイオン電池３の放電容量が４７ｍＡｈ／ｇ程度の時は、放電容量の変化に対して、リチウムイオン電池３の電位（即ち、各セル３１の電圧）の変化が少ない。従って、放電容量が４７ｍＡｈ／ｇ近傍で、各セル３１の充電状態（電圧）のバラツキを測定し、各セル３１のバランスを取ることは難しい。そこで、充電制御回路５は、各セル３１の充電量のバランスを、放電容量の変化に対してリチウムイオン電池３の電位の変化が大きい、放電容量が１４０ｍＡｈ／ｇ近傍又は０ｍＡｈ／ｇ近傍で行う。
【００３０】
図５は、本実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。
【００３１】
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
【００３２】
ここで、画像形成装置は、電源が切れている状態では、定着ヒータ６に供給する必要のある最低限のエネルギー（必要放電量）が取り出せる充電量がリチウムイオン電池３に充電されているものとする。
【００３３】
画像形成装置の電源が入ると、リチウムイオン電池３は、定着ヒータ６に電力を供給する（ステップＳ１０１前段）。これにより、定着ローラは、急速に加熱される。
【００３４】
リチウムイオン電池３が定着ヒータ６に電力を供給している間、制御装置２０は、リチウムイオン電池３が放電した放電量を計測する（ステップＳ１０１後段）。リチウムイオン電池３から定着ヒータ６に放電する容量は、加熱前の定着ローラの温度などにより異なるからである。具体的には、制御装置２０は、リチウムイオン電池３の放電時間などを計測する。制御装置２０は、計測した放電時間などに基づいて、放電量を算出する。
【００３５】
定着ローラが所定の温度まで加熱された後、制御装置２０は、リチウムイオン電池３から定着ヒータ６への電力供給を停止する。即ち、制御装置２０は、切替スイッチ８を充電制御回路５側に切り替える。次に、制御装置２０は、スイッチ９を入れる。スイッチ９を入れると、定着ローラを所定温度に保つための必要な電力が、交流電源１から定着ヒータ７に供給される。これにより、定着ヒータ７は、定着ローラの保温を開始する（ステップＳ１０２）。なお、定着ヒータ７への電力供給は、ステップＳ１０１の定着ヒータ６への電力供給と同時に行っても良い。
【００３６】
リチウムイオン電池３の放電後、充電制御回路５は、各セル３１の残量充電量を揃える（バランスする）ために、リチウムイオン電池３の各セル３１の残量充電量を計測する（ステップＳ１０３）。セル３１の残量充電量の計測は、セル３１の電圧を測定することで行われる。定着ヒータ６により定着ローラを加熱した後は、リチウムイオン電池３の残量充電量が多く減少している状態である。従って、各セル３１の残量充電量は、図４に示す１４０ｍＡｈ／ｇ近傍にあることが期待できる。このため、充電制御回路５は、定着ローラを加熱した後に、各セル３１の電圧を測定することで、各セル３１間の残量充電量の差を測定し易い。即ち、充電制御回路５は、各セル３１の残量充電量を揃え易い。
【００３７】
充電制御回路５は、ステップＳ１０３での計測結果に基づいて、バランス回路４を制御し、各セル３１の残量充電量を揃える（ステップＳ１０４）。
【００３８】
各セル３１の残量充電量のバランス後、制御装置２０は、リチウムイオン電池３の残量充電量の基準充電量からの減少分を算出する（ステップＳ１０５）。基準充電量とは、定着ヒータ６への放電後のリチウムイオン電池３の理論上の残量充電量である。基準充電量は、ステップＳ１０１で計測した放電量に基づいて算出する。制御装置２０は、基準充電量からステップＳ１０３で計測したリチウムイオン電池３の残量充電量を引いた差を演算する。ここで演算された差がリチウムイオン電池３の残量充電量の基準充電量からの減少分となる。この減少分は、リチウムイオン電池３の自己放電などで充電量が減少した分に相当する。
【００３９】
制御装置２０は、リチウムイオン電池３に充電するエネルギー量を算出する（ステップＳ１０６）。充電するエネルギー量は、ステップＳ１０１で計測した放電量に、ステップＳ１０５で演算した減少分を加えたエネルギー量である。
【００４０】
充電制御回路５は、ステップＳ１０６で演算したエネルギー量を、リチウムイオン電池３に充電する（ステップＳ１０７）。
【００４１】
充電制御回路５による充電完了後、制御装置２０は、画像形成装置が使用中か否かを監視する（ステップＳ１０８）。制御装置２０は、画像形成装置が使用中である間は、監視を継続する（ステップＳ１０８のＹｅｓ）。
【００４２】
制御装置２０は、画像形成装置が使用されていない状態となった場合は（ステップＳ１０８のＮｏ）、定着ヒータ７による保温を停止する（ステップＳ１０９）。即ち、制御装置２０は、スイッチ９を切る。これにより、画像形成装置は、待機状態となる。
【００４３】
画像形成装置が待機状態の間、制御装置２０は、画像形成装置が使用開始されたか否かを監視する（ステップＳ１１０）。制御装置２０は、画像形成装置が使用開始されない間は、監視を継続する（ステップＳ１１０のＮｏ）。
【００４４】
画像形成装置が使用開始された場合は（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、画像形成装置の電源が入れられたときと同様に、リチウムイオン電池３は、定着ヒータ６に電力を供給する（ステップＳ１０１）。このとき、制御装置２０は、切替スイッチ８を定着ヒータ６側に切り替える。
【００４５】
その後、画像形成装置は、ステップＳ１０１からステップＳ１１０までの手順を繰り返す。
【００４６】
ステップＳ１０８からステップＳ１１０の間は、リチウムイオン電池３は、充電が完了している状態である。即ち、リチウムイオン電池３は、必要放電量が取り出せる状態である。そこで、ステップＳ１０８からステップＳ１１０の間に、画像形成装置の電源を切る入力がされた場合、画像形成装置は、電源を切る。
【００４７】
ステップＳ１０１からステップＳ１０７の間は、リチウムイオン電池３は、充電が完了していない状態である。そこで、ステップＳ１０１からステップＳ１０７の間に、画像形成装置の電源を切る入力がされた場合、ステップＳ１０７が完了するまで、順次ステップを継続する。その後、ステップＳ１０７が完了した後に、画像形成装置は、電源を切る。このようにして、画像形成装置の電源が切られた状態では、リチウムイオン電池３は、必要放電量が取り出せる充電量が充電された状態である。
【００４８】
本実施形態によれば、画像形成装置は、待機状態では、定着ヒータ７による保温を停止させている。これにより、消費電力の省力化をすることができる。
【００４９】
また、リチウムイオン電池３を設けることで、画像形成装置の使用開始において、定着ヒータ６により、定着ローラを急速に加熱することができる。これにより、主電源からの電力による定着ヒータ７のみを用いた定着ローラの加熱と比較して、短時間に、定着ローラを所定の温度に加熱することができる。これにより、画像形成装置の使用開始時において、待ち時間を短縮することができる。
【００５０】
さらに、蓄電装置としてリチウムイオン電池３を用いることで、画像形成装置を小型化することができる。
【００５１】
また、上述の制御をすることで、リチウムイオン電池３は、充放電による劣化の少ない状態（図４に示す４７ｍＡｈ／ｇから１４０ｍＡｈ／ｇの間の状態）で、制御することができる。これにより、リチウムイオン電池３は、寿命を延ばすことができる。さらに、リチウムイオン電池３を充電する充電量を少なくすることができる。従って、リチウムイオン電池３の寿命を長くすることができる。また、各セル３１の充電量がバランスをし易い状態（図４に示す１４０ｍＡｈ／ｇ近傍の状態）で、バランスをすることができるため、より正確に各セル３１の充電量のバランスをとることができる。これにより、リチウムイオン電池３の寿命をより長くすることができる。さらに、画像形成装置の電源を切る入力がされた場合であっても、リチウムイオン電池３の充電が完了するまで、画像形成装置の電源は切られない。これにより、画像形成装置の電源が切られた状態であっても、リチウムイオン電池３は、必要放電量を取り出せる充電量が充電されている状態とすることができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す構成図である。
【００５３】
本実施形態に係る画像形成装置は、図１に示す第１の実施形態に係る画像形成装置において、制御装置２０の代わりに制御装置２０Ａを設けている。その他の点は、第１の実施形態と同様の構成である。
【００５４】
制御装置２０Ａは、第１の実施形態に係る制御装置２０において、画像形成装置の制御方法を変更したものである。その他の点は、制御装置２０と同様の構成である。
【００５５】
図７は、本実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。
【００５６】
次に、図４及び図７を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
【００５７】
ここで、画像形成装置は、電源が切れている状態では、定着ヒータ６に供給する必要のある最低限のエネルギー（必要放電量）が取り出せる充電量がリチウムイオン電池３に充電されているものとする。
【００５８】
画像形成装置の電源が入ると、リチウムイオン電池３は、定着ヒータ６に電力を供給する（ステップＳ２０１）。これにより、定着ローラは、急速に加熱される。
【００５９】
定着ローラが所定の温度まで加熱された後、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３から定着ヒータ６への電力供給を停止する。即ち、制御装置２０Ａは、切替スイッチ８を充電制御回路５側に切り替える。次に、制御装置２０Ａは、スイッチ９を入れる。スイッチ９を入れると、定着ローラを所定温度に保つための必要な電力が、交流電源１から定着ヒータ７に供給される。これにより、定着ヒータ７は、定着ローラの保温を開始する（ステップＳ２０２）。なお、定着ヒータ７への電力供給は、ステップＳ２０１の定着ヒータ６への電力供給と同時に行っても良い。
【００６０】
リチウムイオン電池３の放電後、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３の残量充電量の基準充電量からの減少分を算出する（ステップＳ２０３）。基準充電量とは、予め設定されたリチウムイオン電池３の放電後の残量充電量である。例えば、基準充電量とは、リチウムイオン電池３が図４に示す１４０ｍＡｈ／ｇ近傍の状態にある充電量である。
【００６１】
具体的には、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３の残量充電量を計測する。リチウムイオン電池３の残量充電量の計測は、各セル３１の電圧を測定することで行われる。次に、制御装置２０Ａは、基準充電量から計測したリチウムイオン電池３の残量充電量を引いた差を演算する。ここで演算された差がリチウムイオン電池３の残量充電量の基準充電量からの減少分となる。
【００６２】
次に、充電制御回路５は、リチウムイオン電池３が満充電状態となるまで充電する（ステップＳ２０４前段）。満充電状態とは、図４に示す放電容量が０ｍＡｈ／ｇとなる状態である。リチウムイオン電池３の満充電状態は、各セル３１の内の最大電圧が満充電に相当する所定の電圧となった状態とする。
【００６３】
リチウムイオン電池３が充電されている間、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３に充電する充電量を計測する（ステップＳ２０４後段）。具体的には、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３の充電時間などを計測する。制御装置２０Ａは、計測した充電時間などに基づいて、充電量を算出する。電池の容量が劣化している場合は、リチウムイオン電池３が満充電状態となるまでの充電量が少なくなる。従って、ここで計測される充電量も少なくなる。
【００６４】
リチウムイオン電池３の充電完了後、充電制御回路５は、各セル３１の残量充電量を揃える（バランスする）ために、リチウムイオン電池３の各セル３１の残量充電量を計測する（ステップＳ２０５）。セル３１の残量充電量の計測は、セル３１の電圧を測定することで行われる。リチウムイオン電池３の充電完了後は、リチウムイオン電池３は、満充電状態である。従って、各セル３１の残量充電量は、図４に示す０ｍＡｈ／ｇ近傍にある。このため、充電制御回路５は、リチウムイオン電池３の充電完了後に、各セル３１の電圧を測定することで、各セル３１間の残量充電量の差を測定し易い。即ち、充電制御回路５は、各セル３１の残量充電量を揃え易い。
【００６５】
充電制御回路５は、ステップＳ２０５での計測結果に基づいて、バランス回路４を制御し、各セル３１の残量充電量を揃える（ステップＳ２０６）。
【００６６】
次に、制御装置２０Ａは、放電可能な容量を算出する（ステップＳ２０７）。放電可能な容量は、ステップＳ２０４で計測された充電量からステップＳ２０３で算出した減少分を引いた容量である。
【００６７】
充電制御回路５による各セル３１のバランス後、制御装置２０Ａは、画像形成装置が使用中か否かを監視する（ステップＳ２０８）。制御装置２０Ａは、画像形成装置が使用中である間は、監視を継続する（ステップＳ２０８のＹｅｓ）。
【００６８】
制御装置２０Ａは、画像形成装置が使用されていない状態となった場合は（ステップＳ２０８のＮｏ）、定着ヒータ７による保温を停止する（ステップＳ２０９）。即ち、制御装置２０Ａは、スイッチ９を切る。これにより、画像形成装置は、待機状態となる。
【００６９】
画像形成装置が待機状態の間、制御装置２０Ａは、画像形成装置が使用開始されたか否かを監視する（ステップＳ２１０）。制御装置２０Ａは、画像形成装置が使用開始されない間は、監視を継続する（ステップＳ２１０のＮｏ）。
【００７０】
画像形成装置が使用開始された場合は（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、リチウムイオン電池３は、定着ヒータ６に電力を供給する（ステップＳ２１１前段）。これにより、定着ローラは、急速に加熱される。このとき、制御装置２０Ａは、切替スイッチ８を定着ヒータ６側に切り替える。
【００７１】
リチウムイオン電池３が定着ヒータ６に電力を供給している間、制御装置２０Ａは、第１の実施形態に係るステップＳ１０１と同様に、リチウムイオン電池３が放電した放電量を計測する（ステップＳ２１１後段）。
【００７２】
定着ローラが所定の温度まで加熱された後、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３から定着ヒータ６への電力供給を停止する。即ち、制御装置２０Ａは、切替スイッチ８を充電制御回路５側に切り替える。次に、制御装置２０Ａは、スイッチ９を入れる。スイッチ９を入れると、定着ローラを所定温度に保つための必要な電力が、交流電源１から定着ヒータ７に供給される。これにより、定着ヒータ７は、定着ローラの保温を開始する（ステップＳ２１２）。
【００７３】
リチウムイオン電池３の放電後、制御装置２０Ａは、リチウムイオン電池３に充電するエネルギー量を算出する（ステップＳ２１３）。充電するエネルギー量は、下式により算出する。
【００７４】
充電するエネルギー量＝必要放電量―（放電可能な容量―放電量）
ここで、放電可能な容量は、ステップＳ２０７で算出した容量である。放電量は、ステップＳ２１１で計測した容量である。
【００７５】
充電制御回路５は、ステップＳ２１３で演算した充電するエネルギー量を、リチウムイオン電池３に充電する（ステップＳ２１４）。但し、上式で演算した充電するエネルギー量が負になるときは、充電しない。この充電により、リチウムイオン電池３には、必要放電量が取り出せる充電量が充電された状態となる。
【００７６】
その後、画像形成装置は、ステップＳ２０８からステップＳ２１４までの手順を繰り返す。
【００７７】
第１の実施形態と同様に、リチウムイオン電池３の充電が完了している状態で、画像形成装置の電源を切る入力がされた場合、画像形成装置は、電源を切る。一方、リチウムイオン電池３の充電が完了していない状態で、画像形成装置の電源を切る入力がされた場合、順次ステップを継続する。その後、リチウムイオン電池３の充電が完了した後に、画像形成装置は、電源を切る。このようにして、画像形成装置の電源が切られた状態では、リチウムイオン電池３は、必要放電量が取り出せる充電量が充電された状態とする。
【００７８】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００７９】
バランス回路による最も簡便なバランス方法は、充電量が多いセル３１を放電させて揃える方法である。このように放電によりバランスを行うバランス回路の場合、バランス回路の誤動作などにより、リチウムイオン電池３が過放電になる可能性がある。第１の実施形態では、各セル３１の充電量が過放電状態に近い状態から放電を行うため、この過放電の可能性が高くなる。一方、本実施形態では、各セルの充電量が満充電に近い状態で放電を行うため、バランス回路が誤動作しても過放電になる可能性が低い。従って、このようなバランス回路を用いる画像形成装置の場合、第１の実施形態よりも、リチウムイオン電池３を劣化させる可能性を軽減することができる。
【００８０】
なお、リチウムイオン電池３の各セル３１の充電量のバランスはすぐには崩れない。従って、本実施形態のように、画像形成装置の電源を入れたときにバランスを取るだけでも十分である。
【００８１】
なお、各実施形態は、以下のように変形した形態として実施してもよい。
【００８２】
各実施形態では、バランス回路４は、抵抗を用いた構成としたが、これに限らない。バランス回路４は、トランス又はキャパシタなどを用いた構成でもよい。
【００８３】
第２の実施形態において、リチウムイオン電池３を充電するエネルギー量は、本実施形態と異なる求め方でもよい。即ち、リチウムイオン電池３の充電後の残量充電量及びリチウムイオン電池３の放電後の残量充電量がリチウムイオン電池３の劣化が少ない範囲（図４に示す４７ｍＡｈ／ｇから１４０ｍＡｈ／ｇの間の状態）になるような量であればよい。従って、充電する度に、リチウムイオン電池３の充電後の残量充電量が異なってもよい。
【００８４】
第２の実施形態において、画像形成装置の電源を入れてから切るまでの間に、リチウムイオン電池３の各セル３１のバランスを１度しか行わなかったが、２度以上行ってもよい。
【００８５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す構成図。
【図２】難黒鉛化性炭素負極リチウムイオン二次電池のサイクル特性を示す特性図。
【図３】黒鉛負極リチウムイオン二次電池のサイクル特性を示す特性図。
【図４】リチウムイオン電池の放電容量と電位の関係を示す特性図。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す構成図。
【図７】第２の実施形態に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８７】
１…交流電源、２…整流器、３…リチウムイオン電池、４…バランス回路、５…充電制御回路、６…定着ヒータ、７…定着ヒータ、８…切替スイッチ、９…スイッチ、１０…定着ヒータ制御回路、２０…制御装置。
【図１】
2010060820.tif 000003
【図２】
2010060820.tif 000004
【図３】
2010060820.tif 000005
【図４】
2010060820.tif 000006
【図５】
2010060820.tif 000007
【図６】
2010060820.tif 000008
【図７】
2010060820.tif 000009