(57)【要約】【課題】温暖化に影響する化石燃料や原子力をエネルギー源とせずに安定した電力を供給するとともに異常時に生じる障害を回避する。【解決手段】起動時に補助電源ユニット４の蓄電器１７から出力される電力を補機６に供給して発電部５を発電させ、発電電力が規定値に達したときに補機６に供給している電力を発電電力に切り換えて発電ユニット３を自立発電に切り換える。発電ユニット３が自立発電に切り換った後に発電出力を蓄電器１７から出力される電力と併用して画像形成装置２に出力し、画像形成装置２の負荷変動に対応する。発電部５の発電出力電圧が規定値以下になったとき異常信号を発生して画像形成装置２に出力し、発電出力を遮断させ、蓄電器１７の出力電力を画像形成装置２に供給して非常用の電力を安定して供給する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電ユニットと蓄電器を有する補助電源ユニットを有し、
前記発電ユニットは、燃料電池で構成された発電部と、発電部の燃料電池に燃料を供給する補機及び発電ユニット制御部を有し、
前記発電ユニット制御部は、起動時に補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力を補機に供給して発電部を発電させ、発電電力があらかじめ設定された規定値に達したときに補機に供給している電力を発電部から出力される発電電力に切り換えて発電ユニットを自立発電に切り換え、発電ユニットが自立発電に切り換った後に、発電部の発電出力を補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力と併用して被電力供給機器に出力させることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記発電ユニット制御部は、発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になったとき異常信号を発生して被電力供給機器に出力し、異常信号が発生したとき被電力供給機器に出力している発電部の発電出力を遮断させる請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記発電ユニット制御部は、発電部の発電出力を被電力供給機器に出力していないとき、補助電源ユニットの蓄電器を充電させる請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
前記発電部の燃料電池は、固体高分子型の燃料電池である請求項１乃至３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記固体高分子型の燃料電池の燃料極に供給する燃料はアルコールである請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
前記燃料電池の燃料極に燃料として供給するアルコールは、バイオマス原料から生成したアルコールである請求項５記載の電源装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電源装置を有することを特徴とする電子・電気機器。
【請求項８】
前記電源装置で発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になって異常信号が出力されたとき、補助電源ユニットの蓄電器から出力する電力により設定状態と動作機構を初期状態に復帰させる請求項７記載の電子・電気機器。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電源装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記電源装置で発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になって異常信号が出力されたとき、補助電源ユニットの蓄電器から出力する電力により設定状態と動作機構を初期状態に復帰させる請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電源装置から異常信号が出力されたとき、記録ヘッドをホームポジションに戻してインクヘッド部をキャッピングする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記記録ヘッドをホームポジションに戻すとき、画像形成動作時に記録ヘッドの移動速度より低速で記録ヘッドを移動する請求項１１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種装置の駆動ユニットに電力を供給する電源装置とそれを使用した電子・電気機器及び複写機やプリンタ装置、ファクシミリ装置、パソコン等の画像形成装置、特に安定した電力供給と異常時に生じる障害の回避に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ装置などの画像形成装置は、近年、画像の再現性と安定性等の理由から広くオフィスや家庭で使用されている。このような画像形成装置は、利便性が考慮された持ち運びの出来る利用形態にニーズが出てきており、普及が促進されて行くものと思われる。これらの持ち運びに供する画像形成装置は、近くに商用電源がない場所でも使用されることが多く、電源として、主としてリチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池が一般的に使用されている。この二次電池は一時的な使用は可能であるが、充電電力の残量がなくなると画像形成装置に電力を供給できず、画像形成装置が使用できなくなる。このため二次電池を、適宜、商用電源で充電する必要がある。このように二次電池を充電するために使用する商用電源は、温暖化に影響する化石燃料や原子力をエネルギー源としているため、エネルギー消費の課題が顕在化した昨今では、資源枯渇や温室効果ガスにより温暖化等の抑制にはならず問題視されている。
【０００３】
そこで、連続使用時間も考慮して二次電池に代わる発電デバイスとして燃料電池が電源として注目されている。この燃料電池を記録装置の電源として使用すると、燃料を用意しておけば半永久的に電力を供給することができ、何時、何処でも記録等の画像形成動作を実行することができる。
【０００４】
また、現状のオフィスでは、何処でも商用電源が用意されているので、不便を感じない状況といえるが、近年、ワイヤレスオフィスが登場し、情報のやり取りを無線で行う状況が出て来ている。このように多くのオフィス機器がイーサネット（登録商標）等のＬＡＮで接続されている環境において、将来コードレス（ワイヤレス）ＬＡＮに対するニーズが増えるのは必須である。このとき、電力だけを商用電源からコードを介して供給していると、レイアウトの自由度を下げてしまう。これに対して燃料電池を電源として使用すると、コードレスでオフィスを設計することができる。
【０００５】
一方、画像形成装置として例えばインクジェットプリンタを使用した場合、インクジェットプリンタは、記録ヘッドのノズルからインクの液滴を吐出して、画像や文章データを被記録部材に記録するため、記録ヘッドのノズルに塵埃による目詰まりやインクの固化が生じると、インクの吐出特性が劣化してしまう。このインク吐出特性の劣化を防止するため、記録ヘッドのノズル部に蓋をするキャッピング機能を持っており、記録動作が一定時間以上行われない場合や、電源が切られた場合にキャッピング機能により記録ヘッドのノズルを覆うことが通常行われている。
【０００６】
しかしながらインクジェットプリンタに電力を供給している商用電源が停電した場合や電源プラグが誤って抜かれた場合には、記録用ヘッドがその位置で停止してしまい、キャッピング機能も動作せずノズルの保護ができない状況が発生する。この対策として特許文献１に示されたインクジェットプリンタは、供給される電源が断になったとき、バッテリからなる予備電源から電力を供給してノズル部を覆うメンテナンス機構を駆動してキャッピング機能を動作させるようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に示された電源制御装置は、動作中に電源のメインスイッチがオフにされた時、制御回路用電源や動力用電源に対する電力供給を停止せずに確保し、制御回路の制御により動力用電源から画像形成装置が必要とする後処理用の電力を供給して後処理、インクジェットプリンタの場合はキャッピング機能を動作させ、所定のタイミングの後に動力用電源をオフにし、その後、制御用電源をオフにするようにしている。
【０００８】
前記のように画像形成装置の電源として燃料電池を使用した場合、燃料電池は負荷変動に対する応答性が悪い。これに対して画像形成装置は負荷変動が一定のものはなく、燃料電池を電源として使用した場合、負荷変動に追従できないという短所がある。
【０００９】
また、特許文献１に示すように、インクジェットプリンタに電力を供給する電源が断になったとき、予備電源から電力を供給してノズル部を覆うメンテナンス機構を駆動してキャッピング機能を動作させるようにすると、常時使用しないで、停電や電源プラグを抜かれたような発生頻度が低い非常時にだけ使用する予備電源手段を設ける必要があり、予備電源手段が無駄になってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に示すように、動作中に電源のメインスイッチがオフにされた時に、制御回路用電源や動力用電源に対する電力供給を停止せずに確保して必要とする後処理を行わせるようにしても、停電や電源プラグを抜かれたような非常時には対応できないという短所がある。
【特許文献１】特開平９−２３４８７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３２０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、前記短所を改善し、温暖化に影響する化石燃料や原子力をエネルギー源とせずに、資源枯渇や温室効果ガスにより温暖化等の抑制して安定した電力を供給するとともに常時使用しないで、停電や電源プラグを抜かれたような発生頻度が低い非常時にだけ使用する予備電源手段を使用しないで異常時に生じる障害を回避することができる電源装置とそれを使用した電子・電気機器及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の電源装置は、発電ユニットと蓄電器を有する補助電源ユニットを有し、発電ユニットは、燃料電池で構成された発電部と、発電部の燃料電池に燃料を供給する補機及び発電ユニット制御部を有し、発電ユニット制御部は、起動時に補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力を補機に供給して発電部を発電させ、発電電力があらかじめ設定された規定値に達したときに補機に供給している電力を発電部から出力される発電電力に切り換えて発電ユニットを自立発電に切り換え、発電ユニットが自立発電に切り換った後に発電部の発電出力を補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力と併用して被電力供給機器に出力させることを特徴とする。
【００１３】
前記発電ユニット制御部は、発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になったとき異常信号を発生して被電力供給機器に出力し、異常信号が発生したとき被電力供給機器に出力している発電部の発電出力を遮断する。
【００１４】
また、発電ユニット制御部は、発電部の発電出力を被電力供給機器に出力していないとき、補助電源ユニットの蓄電器を充電させる。
【００１５】
さらに、発電部の燃料電池は、固体高分子型の燃料電池であり、燃料極に供給する燃料はアルコールであり、かつ、バイオマス原料から生成したアルコールであることが望ましい。
【００１６】
この発明の電子・電気機器は、前記電源装置を有することを特徴とする。また、電源装置で発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になって異常信号が出力されたとき、補助電源ユニットの蓄電器から出力する電力により設定状態と動作機構を初期状態に復帰させる。
【００１７】
この発明の画像形成装置は、前記電源装置を有することを特徴とする。また、電源装置で発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になって異常信号が出力されたとき、補助電源ユニットの蓄電器から出力する電力により設定状態と動作機構を初期状態に復帰させる。
【００１８】
また、画像形成装置としてインクジェットプリンタを使用した場合、電源装置から異常信号が出力されたとき、記録ヘッドをホームポジションに戻してインクヘッド部をキャッピングする。この記録ヘッドをホームポジションに戻すとき、画像形成動作時に記録ヘッドの移動速度より低速で記録ヘッドを移動することが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の電源装置は、起動時に補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力を補機に供給して発電部を発電させ、発電電力があらかじめ設定された規定値に達したときに補機に供給している電力を発電部から出力される発電電力に切り換えて発電ユニットを自立発電に切り換え、発電ユニットが自立発電に切り換った後に発電部の発電出力を補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力と併用して画像形成装置等の電子・電気機器に出力するから、画像形成装置等の電子・電気機器で動作を実行しているときの負荷変動に対応することができる。
【００２０】
また、発電部の発電出力と補助電源ユニットの蓄電器から出力される電力を画像形成装置等の電子・電気機器に供給するから、画像形成装置等に商用電源から電力を供給する必要がなく、画像形成装置等を任意の場所で何時でも使用することができ、例えばオフィスにおけるレイアウトの自由度を高めることができる。
【００２１】
さらに、発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になったとき異常信号を発生して画像形成装置等に出力し、異常信号が発生したとき画像形成装置等に出力している発電部の発電出力を遮断させ、補助電源ユニットの蓄電器の出力電力を引き続いて画像形成装置等に供給するから、発電部の異常時にも画像形成装置等に非常用の電力を安定して供給することができる。
【００２２】
また、発電部の発電出力を画像形成装置等に出力していないとき、補助電源ユニットの蓄電器を充電するから、蓄電器の充電電圧を安定して保持することができ、発電部の異常時にも画像形成装置等に非常用の電力を安定して供給することができる。
【００２３】
さらに、発電部の燃料電池として固体高分子型の燃料電池を使用することにより、低温作動の利点が活かされ、オン／オフが繰返される画像形成装置等に対し起動性に優れ、また、人が介在する電子機器では電解質に液状の材料を使用しないことにより安全性も有利である。
【００２４】
この固体高分子型の燃料電池の燃料極に供給する燃料としてアルコールを使用することにより、取り扱いの利便性を向上するとともに重量及び体積当たりのエネルギー密度を高めてエネルギー効率を向上させることができる。
【００２５】
また、燃料電池の燃料極に燃料として供給するアルコールとしてバイオマス原料から生成したアルコールを使用することにより、二酸化炭素を循環することができ、二酸化炭素の増加抑制を図ることができる。
【００２６】
この発明の画像形成装置等の電子・電気機器は、この電源装置を使用することにより、負荷変動に対応することができるとともに、任意の場所で何時でも使用することができ、利便性を向上することができる。
【００２７】
また、電源装置で発電部の発電出力電圧があらかじめ設定された規定値以下になって異常信号が出力されたとき、補助電源ユニットの蓄電器から出力する電力により動作停止状態から初期状態に復帰させるから、発電部の異常時における画像形成装置等の電子・電気機器を途中で停止して放置することにより生じるダメージを解除することができる。
【００２８】
さらに、電源装置から異常信号が出力されたとき、記録ヘッドをホームポジションに戻してインクヘッド部をキャッピングするから、記録ヘッドの吐出性能が劣化することを防ぐことができ、良質な画像や文書を安定して形成することができる。
【００２９】
また、記録ヘッドをホームポジションに戻すとき、画像形成動作時に記録ヘッドの移動速度より低速で記録ヘッドを移動することにより、蓄電器から供給される電力の消費量を低減することができ、蓄電器に蓄電された電力の消費を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１はこの発明の電源装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、電源装置１は、電子・電気機器例えば画像形成装置２に電力を供給するものであり、発電ユニット３と補助電源ユニット４を有する。発電ユニット３は燃料電池で構成された発電部５と、補機６と発電ユニット制御部７と発電出力切換部８及びＤＣ／ＤＣコンバータ９を有する。発電部５を構成する燃料電池の種類は電解質の違いにより大きく５通りに分けられるが、作動温度と安全性の観点から電子機器に搭載する燃料電池としては、燃料としてアノード極に水素を供給する固体高分子型が適切である。すなわち、固体高分子型は動作温度が常温から１００℃程度で、かつ電解質に液状を使用しないことにより低温作動の利点が活かされ、オン／オフが繰返される電子・電気機器に対し起動性に優れ、また、人が介在する電子機器では電解質に液状の材料を使用しないことにより安全性も有利である。
【００３１】
この固体高分子型の燃料電池は、図２の単セルの概念図に示すように、燃料としてアノード極に水素を供給しカソード極に空気（酸素）を供給し、下記単セルの反応式に示す反応により外部負荷に電気を供給して水を生成するものである。この単セルが積層されて所望の直流出力を得ることができる。
【００３２】
アノード反応；Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
カソード反応；２Ｈ＋＋1/2Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
【００３３】
発電部５を構成する燃料電池は、この反応式から明らかなように、燃料として水素と酸素を使用することにより生成物が水のみとなり、クリーンエネルギーの発電が可能になり、火力発電や原子力発電のように、資源の枯渇問題や温室効果ガス発生の要因となっている二酸化炭素を排出することを抑制し、環境負荷低減に寄与することができる。
【００３４】
また、発電効率を考えた場合、商用電源の発電方法は、石油等を燃焼させて水を蒸気に変換後、その蒸気のエネルギーでタービンを回して電気に変換している。すなわち、熱エネルギーを動力エネルギーに変換し、動力エネルギーを電力に変換している。これに対して燃料電池は化学反応により直接電気に変換するいわゆる化学電池であり、高効率な発電デバイスと言える。さらに、一般に商用電源は集中型発電であり、発電された電力は各地に送電されて行くために送電ロスが発生してエネルギー効率を下げるのに対して、燃料電池により分散型発電を行うことにより、使用場所で発電することができ、送電ロスを極力削減してエネルギー効率を高めることができる。
【００３５】
発電ユニット３の補機６は発電部５の燃料電池に燃料を供給する。発電ユニット制御部７は、主制御部１０と入出力部１１と発電出力検出部１２と運転切換部１３と異常検知部１４及び出力制御部１５を有する。主制御部１０は、画像形成装置等の画像形成装置２から入出力部１１を介して入力する信号により電源装置３全体の動作を管理する。発電出力検出部１２は発電部５の出力電圧を検出する。運転切換部１３は発電出力検出部１２で検出した発電出力電圧とあらかじめ設定された規定値Ｖ１と比較し、発電出力電圧が基準値Ｖ１以下のときに、補助電源ユニット４から出力される電力を補機６に供給し、発電出力電圧が基準値Ｖ１に達したときに補機６に供給している電力を発電部５から出力される発電電力に切り換えて発電ユニット３を自立発電にする。異常検知部１４は発電出力検出部１２で検出した発電出力電圧とあらかじめ設定された規定値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）を比較し、発電出力電圧が基準値Ｖ２以下になったとき、発電部５に対する燃料供給が絶たれたり、発電部５の燃料電池に異常があったと判断して異常信号を発生する。出力制御部１５は運転切換部１３で自立発電に切り換えた後に発電出力信号を生成し、画像形成装置２から入出力部１１を介して動作終了信号が入力したときに発電出力停止信号を生成して発電出力切換部８と補助電源ユニット４に送る。また、出力制御部１５は異常検知部１４で発電部５の異常を検知したときに、発電出力停止信号を生成して発電出力切換部８と補助電源ユニット４に送る。
【００３６】
発電出力切換部８は、出力制御部１５から発電出力信号が送られたときに発電部５とＤＣ／ＤＣコンバータ９を接続し、発電部５の発電出力をＤＣ／ＤＣコンバータ９を介して画像形成装置２に供給し、出力制御部１５から発電出力停止信号が送られたとき、発電部５とＤＣ／ＤＣコンバータ９の接続を遮断する。ＤＣ／ＤＣコンバータ９は発電部５と補助電源ユニット４から出力される電圧を変換する。
【００３７】
補助電源ユニット４は発電ユニット３の起動時に発電ユニット３に電力を供給するとともに発電部５の発電出力と併用して画像形成装置２に電力を供給するものであり、蓄電器１６と充電器１７と充放電切換部１８と残電力検知部１９及び充放電制御部２０を有する。蓄電器１６は電気二重層キャパシタ又は二次電池からなる。この蓄電器１６に電気二重層キャパシタを使用すると、電気二重層キャパシタは大電力容量で、かつ急速充放電ができるから、迅速な立ち上りを要求される電力供給源として適当である。また、急速充放電が可能なのと、時間経過による容量低下が小さいこともあり、画像形成装置２の頻繁な使用に対して繰り返し充放電による電力供給が可能となる。また、蓄電器１６に鉛蓄電池やＮｉ-水素電池又はＬｉ-イオン電池等の二次電池を使用すると、大容量化と小型化が可能であり、価格的にも優位性がある。
【００３８】
充電器１７は発電部５の発電出力により蓄電器１６を充電する。充放電切換部１８は蓄電器１６に対する充電器１７と発電ユニット３との接続を切り換える。残電力検知部１９は蓄電器１６の残電力量を検知する。充放電制御部２０は発電ユニット制御部７の出力制御部１５からの信号と残電力検知部１９で検知した蓄電器１６の残電力量により充放電切換部１８を切り換える。
【００３９】
この電源装置１から電力を供給する画像形成装置２は、図３のブロック図に示すように、制御部２１と印字部２２を有する。制御部２１は、ＣＰＵ２３と、ホスト装置等から印字データを入力する入力部２４と、制御用プログラムや印字データや時間データ等を一時的に記録するＲＯＭとＲＡＭを有するメモリ２５と、時間経過を計測するタイマ２６と、タイマ２６や各センサー(不図示)からの情報データを演算処理する演算回路部２７と、ＣＰＵ２３からの指令により印字部２２の印字動作を行う印字制御部２８及び操作表示部等の各種機能を有する各部コントローラ２９を有する。そしてＣＰＵ２３がメモリ２５のプログラムや各データを基に処理を行って内部バスを介して印字部２２の各ユニットに制御信号を送り出して印字動作を制御する。
【００４０】
この画像形成装置２として例えばインクジェットプリンタを使用した場合、印字部２２は、図４の構成図に示すように、シアン，マゼンタ，イェロー，ブラックの各色のインクをそれぞれ収納した４個のインクカートリッジ３０と、複数のノズルを有し各インクカートリッジ３０からインクが供給される記録ヘッド３１と、インクカートリッジ３０と記録ヘッド３１を搭載したキャリッジ３２と、記録紙を収納した給紙トレイ３３ａ，３３ｂや手差しテーブル３４から記録紙を印字領域３５に搬送する搬送ローラ３６及び印字した記録紙を排紙トレイ３７に排出する排出ローラ３８を有する。そしてホスト装置等から送られる印字データを記録紙に印字するときは、キャリッジ３２をキャリッジガイドローラ３９に倣って走査しながら、搬送ローラ３７により印字領域３５に送られた記録紙に記録ヘッド３１のノズルから印字データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。
【００４１】
この画像形成装置２に電源装置１の発電部５の燃料電池で発電された電力と蓄電器１６に蓄電された電力を供給する場合の動作を図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４２】
画像形成装置２を動作させていないとき、画像形成装置２の制御部２１と電源装置１の発電ユニット３に設けられた発電ユニット制御部７には補助電源ユニット４の蓄電器１６に蓄電した電力を供給し、発電出力切換部８は発電部５とＤＣ／ＤＣコンバータ９の接続を遮断している。この状態で画像形成装置２のメインスイッチがオンになると、制御部２１のＣＰＵ２３は電源装置４に駆動開始信号を送る（ステップＳ１）。発電ユニット制御部７の運転切換部１３は駆動開始信号が送られると蓄電器１６から出力される電力を補機６に供給し、補機６の燃料供給用のポンプやブロワを駆動して発電部５の燃料電池に燃料である水素と空気を供給し、発電部５の発電を開始させる（ステップＳ２）。この発電部５の発電出力電圧を発電出力検出部１２で検出している。
【００４３】
発電ユニット制御部７の運転切換部１３は発電出力検出部１２で検出している発電出力電圧とあらかじめ設定された規定値Ｖ１とを例えばコンパレータ方式で比較し、発電出力電圧が基準値Ｖ１以下のときは蓄電器１６から出力される電力を補機６に供給する（ステップＳ３，Ｓ２）。ここで規定値Ｖ１の設定はツェナ-ダイオードを使用すれば実現できる。運転切換部１３は発電出力電圧が基準値Ｖ１に達すると発電部５の発電出力を発電ユニット制御部７に取り込み、補機６に供給している電力を発電出力に切り換え、発電ユニット制御部７と補機６から蓄電器１６を切り離し、発電ユニット３を自立運転に切り換える（ステップＳ４）。発電ユニット３が自立運転に切換わると、出力制御部１５は発電出力信号を生成して発電出力切換部８により発電部５とＤＣ／ＤＣコンバータ９を接続し、蓄電器１６から出力される電力とともに発電部５の発電出力をＤＣ／ＤＣコンバータ９を介して画像形成装置２に供給して記録動作可能にする（ステップＳ５）。この状態で画像形成装置２は記録動作を実行する（ステップＳ６）。この画像形成装置２で記録動作を実行するとき、発電部５の発電出力とともに蓄電器１６の出力電力を画像形成装置２に供給するから、画像形成装置２で記録動作を実行しているときの負荷変動に対応することができる。すなわち、発電部５の燃料電池は負荷変動に対する応答性が悪いが、これを負荷変動に応答性が良い蓄電器１６の出力電力で補う。また、画像形成装置２に発電ユニット３と補助電源ユニット４を有する電源装置１から電力を供給して記録動作を行うから、商用電源から電力を供給する必要がなく、画像形成装置２を任意の場所で何時でも使用することができ、例えばオフィスにおけるレイアウトの自由度を高めることができる。
【００４４】
画像形成装置２の記録動作が終了してメインスイッチがオフになると、制御部２１のＣＰＵ２３は電源装置４に駆動終了信号を送る（ステップＳ７）。発電ユニット制御部７の出力制御部１５は駆動終了信号が送られると発電出力停止信号を生成して発電出力切換部８に送り、発電出力切換部８による発電部５とＤＣ／ＤＣコンバータ９の接続を遮断し、発電出力停止信号を補助電源ユニット４の充放電切換部１８に送る（ステップＳ８）。充放電切換部１８は発電出力停止信号が送られると、残電力検知部１９で蓄電器１６の残電力量を検出させ（ステップＳ９）、検出した蓄電器１６の残電力量とあらかじめ設定された基準値とを比較し（ステップＳ１０）、蓄電器１６の残電力量が基準値以下の場合、充放電切換部１８を充電器１７側に切り換えて蓄電器１６を充電器１７に接続し、発電部５の発電電力により蓄電器１６を充電する（ステップＳ１１）。この充電により蓄電器１６の残電力量が基準値を超えると充放電制御部２０は充放電切換部１８を切り換え、蓄電器１６を発電ユニット制御部７とＤＣ／ＤＣコンバータ９に接続する。発電ユニット制御部７の運転切換部１３は蓄電器１６から電力が再度入力すると、発電ユニット制御部７に入力している発電出力を蓄電器１６からの電力に切り換え、補機６に対する電力供給を停止して発電部５の発電を停止させる（ステップＳ１２）。このように蓄電器１６を発電部５の燃料電池による発電電力で充電し、商用電源から充電する必要がないから、温暖化に影響する化石燃料等の消費量を低減することができる。
【００４５】
また、画像形成装置２で記録動作を行っているとき、異常検知部１４は発電出力検出部１２で検出している発電出力電圧とあらかじめ設定された規定値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）を比較している（ステップＳ７，Ｓ１３）。この発電出力電圧が基準値Ｖ２以下になると、異常検知部１４は発電部５に対する補機６からの燃料供給が絶たれたり、発電部５の燃料電池に異常があったと判断して異常信号を発生して入出力部１１を介して画像形成装置２に送るとともに出力制御部１５にも送る（ステップＳ１４）。出力制御部１５は異常信号が送られると発電出力切換部８を切り換え、発電部５をＤＣ／ＤＣコンバータ９から切り離し、発電部５の発電電力の画像形成装置２に対する供給を停止する（ステップＳ１５）。
【００４６】
画像形成装置２の制御部２３のＣＰＵ２３は電源装置２から異常信号が送られると、記録動作を停止させ（ステップＳ１６）、蓄電器１６から供給されている電力を利用して異常処理ルーチンにより印字制御部２８を制御して印字部２２を電源投入時で印字動作を行うにあたっての初期設定状態にするとともに動作機構を初期位置に移動して初期状態に復帰させる（ステップＳ１７）。このように記録動作を停止した後、異常処理ルーチンにより印字部２２を初期状態に復帰させることにより、記録動作を途中で停止して放置することによりダメージを解除することができる。
【００４７】
例えば印字部２２にインクジェットプリンタを使用した場合、図６（ａ）に示すように、駆動部４０とタイミングベルト４１で、インクカートリッジ３０と記録ヘッド３１を搭載したキャリッジ３２をキャリッジガイドローラ３９に沿って走査しながら印字動作を行っているときに印字動作を停止すると、記録ヘッド３１のノズル４２が剥き出しの状態で停止してしまう。この状態が続くとノズル４２に塵埃が付着したり、インクの乾きにより、ノズル４２に目詰まりが生じて吐出性能が劣化し印字性能を低下させ、最終的には画像品質の低下となる。通常、インクジェットプリンタは長時間の印字動作が行われない場合やメインスイッチがオフになっている場合、キャリッジ３２のホームポジションに移動させ、記録ヘッド３１のノズル４２をヘッドキャップ部４３でキャッピングして保護している。そこで、制御部２３のＣＰＵ２３は電源装置２から異常信号が送られて印字動作を停止し、記録ヘッド３１のノズル４２が剥き出しの状態で停止した場合、図６（ｂ）に示すように、異常処理ルーチンによりキャリッジ３２をホームポジションに戻し、キャリッジ３２がホームポジションに戻ったことを確認したらヘッドキャップ部４３で記録ヘッド３１のノズル４２をキャッピングして保護し、ノズル４２に塵埃が付着したり、インクの乾きによる目詰まりが生じることを防ぐ。この異常処理ルーチンによりキャリッジ３２をホームポジションに移動するとき、印字制御部２８はキャリッジ３２の移動速度を印字動作速度より低速にしてキャリッジ３２を移動する。このように異常処理ルーチンではキャリッジ３２を低速で移動することにより、蓄電器１６から供給される電力の消費量を低減することができ、蓄電器１６に蓄電された電力の消費を抑制することができる。
【００４８】
前記説明では、画像形成装置２の印字動作が終了した後に蓄電器１６の残電力に応じて蓄電器１６を充電する場合について説明したが、発電部５の燃料電池により発電を開始し、発電部５の発電電力が規定値Ｖ１に達して発電ユニット３を自立発電に切り換えたときに、蓄電器１６の残電力に応じて蓄電器１６を充電しても良い。また、発電ユニット３を自立発電に切り換えたときと画像形成装置２の印字動作が終了したときのいずれでも蓄電器１６の残電力に応じて蓄電器１６を充電するようにしても良い。
【００４９】
さらに、前記説明では発電部５の燃料電池に燃料として水素と空気（酸素）を供給する場合について説明したが、装置の小型化と体積(重量)当りのエネルギー密度や燃料の取り扱いの利便性からアノード極にアルコールを供給するダイレクト方式の燃料電池を使用しても良い。この燃料として供給するアルコールは電極触媒上での酸化活性があるメタノールやエタノールを使用することが望ましい。例えば、分子の酸化反応より取り出せる電子数は水素では２個、メタノールでは６個、エタノールでは１２個であることから、各々の分子１ｍｏｌから取り出せるクーロン量はそれぞれ理論値として、（96500×２）クーロン（Ｃ）と、（96500×６）Ｃ、（96500×12）Ｃとなる。各々の密度と分子量を考慮し、１ｃｃ当たりのクーロン量に換算すると、メタノールで約14400Ｃ/ｃｃ、エタノールで15200Ｃ/ｃｃのエネルギー密度となる。メタノールとエタノールは酸化反応には、下記式で示すように、水分子がそれぞれ１分子と３分子必要であるが、これを加味してもアルコール燃料を用いることが望ましい。
【００５０】
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→６Ｈ＋＋６ｅ−＋ＣＯ２  （メタノール）
Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋３Ｈ２Ｏ→１２Ｈ＋＋１２ｅ−＋２ＣＯ２  （エタノール）
【００５１】
また、環境問題を考えた場合、燃料電池に供給されるアルコール燃料は、その大半が石油製品として製造されたものである。石油は枯渇燃料であるともに、温室効果ガスである二酸化炭素を排出しており環境面からみても、石油に代替でき、かつ循環型のエネルギーが必要となる。そこで燃料電池に供給する燃料をバイオマス原料から生成されたアルコールを使用することが望ましい。すなわちバイオマスからアルコール燃料を生成すれば、二酸化炭素は循環することになり、二酸化炭素の増減はなくなる。また、アルコール燃料を穀物や木質系バイオマスから生成すれば、それぞれが生育時に固定していた二酸化炭素がアルコール燃料を使用した場合アノード極から発生するが、穀物の生産や森林の植林を継続して行うことで循環することになり、温室効果ガスの大きな要因となっている二酸化炭素は、増減が無く化石燃料使用時に対して二酸化炭素の増加抑制を図ることができる。
【００５２】
さらに、前記説明では電源装置１を使用する画像形成装置２としてインクジェットプリンタについて説明したが、電子写真方式の複写機やプリンタ等にも同様にして電源装置１を使用することができる。また、画像形成装置２以外の他の電子・電気機器にも同様にして電源装置１を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】発電部を構成する燃料電池の構成を示す模式図である。
【図３】画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】インクジェットプリンタの構成図である。
【図５】電源装置と画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】インクジェットプリンタを異常処理ルーチンにより初期状態に復帰させる動作を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１；電源装置、２；画像形成装置、３；発電ユニット、４；補助電源ユニット、
５；発電部、６；補機、７；発電ユニット制御部、８；発電出力切換部、
９；ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０；主制御部、１１；入出力部、
１２；発電出力検出部、１３；運転切換部、１４；異常検知部、１５；出力制御部、
１６；蓄電器、１７；充電器、１８；充放電切換部、１９；残電力検知部、
２０；充放電制御部、２１；制御部、２２；印字部、２３；ＣＰＵ、２４；入力部、
２５；メモリ、２６；タイマ、２７；演算回路部、２８；印字制御部、
２９；各部コントローラ、３０；インクカートリッジ、３１；記録ヘッド、
３２；キャリッジ、３３；給紙トレイ、３４；手差しテーブル、３５；印字領域、
３６；搬送ローラ、３７；排紙トレイ、３８；排出ローラ、
３９；キャリッジガイドローラ、４０；駆動部、４１；タイミングベルト、
４２；ノズル、４３；ヘッドキャップ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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