(57)【要約】【課題】  回転モジュールに対する電力供給用の可動接点からノイズが発生し、電気回路、特にセンサ類の誤動作が起こることを防止する必要がある。このため、可動接点は、強いバネ圧で圧接するような構造となっていた。一方、可動接点の磨耗や、回転モジュールの回転に必要なトルクの増大も問題となった。このため、回転モジュールから回転中の可動接点を無くすことが課題となった。【解決手段】  回転モジュールに独立電源を持たせ、電力供給用の可動接点を排除する。回転モジュールと本体の接続、非接続を切替ることが可能な接続モジュールを用いて、回転停止中に独立電源の起電力補給を行う。また、複数の独立電源を交換できる自動装填モジュールを用いて、プリント中に起電力補給を待機させること無しに、起電力の十分な独立電源を回転モジュールに供給する。【選択図】        図１
2006133480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置において、
回転モジュールは、電力を消耗する内部パーツを有し、
少なくとも１つ以上の独立電源ユニットは前記回転モジュール内に位置し、
前記独立電源ユニットへの起電力補給は、起電力元補給モジュールにより実行され、
前記起電力補給モジュールと前記回転モジュール内の前記独立電源との電気的な接続、非接続を切替るための接続モジュールを有し、
前記回転モジュールの回転運動中において、該回転モジュールと前記画像形成装置本体は、電気接続に関し、物理的な接触を有さないように前記接続モジュールが、前記起電力補給モジュールと該回転モジュール内の前記独立電源の接続を切り離すことが可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記独立電源が繰り返し充放電可能な蓄電池で構成され、
前記接続モジュールが、電気接続脱着機構を有し、起電力の補給が、前記回転モジュールの停止中に該電気接続脱着機構によって、物理的な電気接続を得ることによって実行されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記独立電源が繰り返し燃料補給可能な燃料電池で構成され、
前記接続モジュールが、燃料補給系の脱着機構を有し、燃料の補給が、前記回転モジュールの停止中に該燃料補給系脱着機構によって、物理的な接続を得ることによって実行されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記独立電源が繰り返し充放電可能な蓄電池と電磁誘導装置で構成され、
前記接続モジュールと前記独立電源の双方が、電磁誘導素子を有し、起電力の補給が、前記回転モジュールの停止中に、該独立電源と前記起電力補給モジュールの間で電磁誘導による電気接続を得ることによって実行されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回転モジュール内の前記独立電源ユニットの起電力消耗状態を計測する電力計測手段を有すことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置本体と前記回転モジュールの間で信号を無線で送受する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記各モジュールを制御するための制御手段を有し、該制御手段は、
プリントジョブ開始時に、前記独立電源の起電力の消耗状態を検知し、消耗しているなら、起電力の補給を待ち、
プリントジョブ開始時に、前記接続モジュールによる前記起電力補給モジュールと前記独立電源との接続を切り離し、
プリントジョブ中に、前記独立電源の起電力の消耗状態を検知し、消耗しているなら、プリントジョブを中断し、前記接続モジュールによる前記起電力補給モジュールと該独立電源との接続を回復し、
前記回転モジュールの停止後、前記独立電源に対する起電力補給を行い、
前記独立電源の起電力補給後、前記接続モジュールによる前記起電力補給モジュールと該独立電源との接続を切り離し、プリントジョブを再開するように制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置において、
回転モジュールは、電力を消耗する内部パーツを有し、
前記回転モジュールは脱着可能な少なくとも２つ以上の独立電源ユニットを少なくとも１つ内包し、
前記独立電源ユニットへの起電力補給は、起電力元補給モジュールで実行され、少なくとも１つの該独立電源ユニットは、該起電力補給モジュールに内包され、該起電力補給モジュールは、前記画像形成装置内であり、かつ前記回転モジュール外の位置に配置され、
前記回転モジュール内の前記独立電源ユニットと、前記起電力補給モジュール内の該独立電源ユニットを自動交換する自動装填モジュールを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記回転モジュール内の前記独立電源ユニットの起電力消耗状態を計測する電力計測手段を有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置本体と前記回転モジュールの間で信号を無線で送受する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記各モジュールを制御するための制御手段を有し、該制御手段は、
前記電力計測手段が、前記回転モジュール内の前記独立電源ユニットの消耗を検知した場合に、現在プリントジョブを実行しているか否かを判定し、
前記回転モジュールを駆動する連続ジョブ中には、該回転モジュール内の前記独立電源ユニットの消耗を検知した場合に、該プリントジョブを一時中断させ、該回転モジュールを停止させるダウンシーケンス制御を実行し、
前記回転モジュール停止状態において、前記起電力元補給モジュール内の補給済み前記独立電源ユニットと、該回転モジュール内の消耗済み該独立電源ユニットの自動交換を前記自動装填モジュールに実行させ、
前記独立電源ユニットの交換終了後、一時中断したプリントジョブがある場合は、該プリントジョブを自動再開し、
前記起電力補給モジュールに、前記自動装填モジュールが交換した消耗済み前記独立電源ユニットの起電力補給を実行させるように制御を行うことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記回転モジュールが電子写真方式の前記画像形成装置における回転現像器であり、該電力を消耗する内部パーツが該回転現像器内の各色の現像器であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記独立電源ユニットが繰り返し充電、放電が可能なバッテリーで構成され、前記起電力補給モジュールが充電器で構成されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記独立電源ユニットが燃料電池で構成され、前記起電力補給モジュールは燃料補給装置で構成されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記独立電源ユニットが、電磁誘導素子を有し、該独立電源の充放電は電磁誘導によって行われることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記自動装填モジュールが、点対称の位置に２つの交換爪を有する交換盤で構成され、該交換盤の回転運動によって自動装填が実行されることを特徴とする請求項８〜１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記自動装填モジュールが、１８０度の位置に３つの交換爪を有する交換盤で構成され、該交換盤の回転運動によって自動装填が実行されることを特徴とする請求項８〜１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記独立電源ユニットが前記回転モジュール内で連続動作可能な時間は、前記起電力補給モジュールが該独立電源ユニットの起電力補給に要する時間と比較して、十分長い時間であることを特徴とする請求項８〜１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機能複写機、プリンタといった画像形成装置に関し、特に、画像形成装置内部における回転モジュールに対する電源供給に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置には、電源供給を受ける回転モジュールが用いられていた。例えば、カラー画像形成装置における回転現像器（または現像ロータリー）が、電源供給を受ける回転モジュールに相当する。これは、感光ドラムを１つ有するような画像形成装置において用いられるユニットである。回転現像器は、内部に各色の現像器を内包し、各色の静電潜像を現像する度に、対応する各色の現像器が感光ドラムに対向するように回転して向きを変えることで、カラー画像を形成させるユニットである。回転現像器によって、現像プロセスにとって大切な現像器のスリーブと感光ドラムとの物理的な距離や各部品の位置関係を全色に対して均一に保ちつつ、省スペースを達成するということも可能となっていた。
【０００３】
回転現像器は、一般に内部の各色の現像器の駆動をギアやクラッチによって、回転現像器の回転駆動自体から供給されるようにしたり、各センサの配置を画像形成装置側にしても検知が可能なように工夫する等して、極力接点を減らす努力を従来からして来ている。しかし、現像高圧（または現像バイアス）は、大きな電力が必要となるため、画像形成装置本体の電源ユニットから可動接点を用いて、電力供給を行う構成をとっていた。
【０００４】
可動接点は、回転現像器の回転面に垂直な方向から、画像形成装置本体側と回転現像器側の間に、金属板で構成される電気接点を設けることにより、電力を供給するしくみであった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−０７５６０９号公報（段落０２２９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、可動接点は、回転運動を伴う高圧の電気接点であるため、接点の振動等でスパークノイズを発生することが有り、画像形成装置の電気回路、特にセンサ類の誤動作を誘発しないように、スパークノイズを抑制しなければならないという課題を生じさせた。特に回転現像器の可動接点は、プリントジョブ中の可動が必須となるため、ノイズ抑制が重要となった。このため、可動接点は、スパークノイズが抑制するように非常に強いばね圧で、回転現像器と画像形成装置に押し付けられる構造をとっていた。しかし、これは、回転現像器の駆動元のトルク増大や、可動接点の耐久消耗等の新たな課題を生み出すこととなった。これらの課題を抜本的に解決するためには、回転現像器から回転駆動を伴う電気接点を完全に排除することが課題となった。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、回転現像器のような回転モジュールにおける、プリントジョブ中に可動しなければならない可動接点の課題から解放され、ノイズを抑制しつつ、回転モジュールの回転駆動元の必要トルクの軽減による省力化や、可動接点の消耗の課題を解決することが可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記課題を解決するために以下の手段を用いる。
【０００８】
まず請求項１の画像形成装置は、回転モジュールの電力供給元として、独立の電源（バッテリー、燃料電池等）を用いる。独立電源により、回転モジュールの回転中は、画像形成装置と回転モジュールの間を、可動接点を接すること無しに、画像形成装置を駆動できることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の請求項８の画像形成装置は、ジョブ中に、該独立電源の起電力が消耗した場合に備え、少なくとも２つの複数の独立電源を有し、少なくとも１つを回転モジュール内に、残りを画像形成装置本体に格納する構成を可能とする。画像形成装置本体に格納している独立電源は、常時、充電または燃料補給を行う。ジョブ中に回転モジュール内の独立電源が消耗した場合には、回転体を一瞬だけ停止させ、自動装填モジュールによって、本体で、充電または燃料補給済みの独立電源と自動交換を行い、ジョブを速やかに再開する。自動交換後の消耗した独立電源は、画像形成装置本体側で充電、燃料補給する。このように構成し、制御することにより、ユーザーにダウンタイムを感じさせることなく、回転モジュールの独立電源を実装することを特徴とする。
【００１０】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００１１】
（１）画像形成装置において、回転モジュールは、電力を消耗する内部パーツを有し、少なくとも１つ以上の独立電源ユニットは前記回転モジュール内に位置し、前記独立電源ユニットへの起電力補給は、起電力元補給モジュールにより実行され、前記起電力補給モジュールと前記回転モジュール内の前記独立電源との電気的な接続、非接続を切替るための接続モジュールを有し、前記回転モジュールの回転運動中において、該回転モジュールと前記画像形成装置本体は、電気接続に関し、物理的な接触を有さないように前記接続モジュールが、前記起電力補給モジュールと該回転モジュール内の前記独立電源の接続を切り離すことが可能であることを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）画像形成装置において、回転モジュールは、電力を消耗する内部パーツを有し、前記回転モジュールは脱着可能な少なくとも２つ以上の独立電源ユニットを少なくとも１つ内包し、前記独立電源ユニットへの起電力補給は、起電力元補給モジュールで実行され、少なくとも１つの該独立電源ユニットは、該起電力補給モジュールに内包され、該起電力補給モジュールは、前記画像形成装置内であり、かつ前記回転モジュール外の位置に配置され、前記回転モジュール内の前記独立電源ユニットと、前記起電力補給モジュール内の該独立電源ユニットを自動交換する自動装填モジュールを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によって、画像形成装置は、回転現像器のような回転モジュールにおける、プリントジョブ中に可動しなければならない可動接点の課題から解放され、ノイズを抑制しつつ、回転モジュールの回転駆動元の必要トルクの軽減による省力化や、可動接点の消耗の課題を解決することが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明によって、画像形成装置のユーザーに対し、独立電源の起電力補給の待ち時間を感じさせることなく、高い生産性を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１６】
［第一の実施の形態］
図１５は本実施例の画像処理装置の構成を表す図である。１０７０は画像形成装置の電源ユニットであり、外部から電力を受け取り、変圧した電力を各内部ユニットに供給する。１０３６は、画像処理装置の画像データを扱うコントローラであり、イメージリーダーからの画像や、ホストコンピューターからのＰＤＬデータを画像に展開し、画像形成装置にプリント制御コマンドを送る。１０３７は、コントローラと画像入力装置を繋ぐネットワークケーブル、またはプリンタケーブルを表している。１０３８は画像形成装置の制御部であり、以下で説明する画像形成装置の構成要素を制御して、プリントを実行する。
【００１７】
１００１は感光ドラムである。１００２は、潜像を形成するための露光の光源であるレーザーユニットである。１００３は、レーザー光を走査するためのポリゴンミラーである。１００４は、感光ドラムの余分な電荷を除去する前露光装置である。１００５は、一次帯電器であり、感光ドラムを帯電させる。一次帯電器で帯電された感光ドラムは、ユーザーユニット１００２で変調されたレーザー光で露光され静電潜像が形成される。
【００１８】
１００６は回転現像器である。１００７は、第一色であるマゼンタの現像を行うＭ現像器であり、１００８は第二色であるイエローの現像を行うＹ現像器であり、１００９は第三色であるシアンの現像を行うＣ現像器である。１００７、１００８、１００９は、１００６の回転現像器に内包されている。
【００１９】
１０５１は回転現像器内の独立電源である。１０６０は起電力補給モジュールである。１０６０の起電力補給モジュールは、独立電源がバッテリーで構成されるなら、充電機能を有する。また、独立電源が燃料電池で構成されるなら、燃料の補給機能を有する。１０８０は、起電力補給モジュールと回転現像器内の独立電源を、回転現像器の停止中に電気的に接続するための接続モジュールである。
【００２０】
１０６２は回転現像器内で、独立電源の起電力残量を計測する残電力検知器である。１０６３は、回転現像器内の非接触通信ユニットであり、１０６４は、画像形成装置本体側の非接触通信ユニットである。１０６３と１０６４は、例えば電磁誘導方式のような、非接触の通信方式によって信号をやりとりすることが可能である。１０６３と１０６４間の非接触通信によって、画像形成装置本体は、回転現像器内の独立電源の起電力の消耗状態を知ることが可能となる。
【００２１】
１０１０は、第四色であるブラックの現像を行うＫ現像器である。感光ドラム上の静電潜像は、１００７〜１０１０の各現像器で、それぞれ現像され、中間転写体ベルト（ＩＴＢ）１０１１上に一次転写される。１０１２と１０１３は、ＩＴＢホームポジションセンサであり、ＩＴＢの半周分の間隔を開けて配置されている。
【００２２】
なお、本実施例では、１０１２と１０１３の２つのホームポジションセンサを使う構成を例示しているが、ＩＴＢホームポジションセンサを１つにする代わりに、ＩＴＢホームポジション検知時と、そこからＩＴＢの半周分ＩＴＢが回転した時に、半回転信号を出力できるように、１つのＩＴＢホームポジションセンサを構成する形態に置き換えることも、もちろん可能である。
【００２３】
ＩＴＢ上で４色分のトナー像が重畳されたら、二次転写ローラ１０１４によって用紙に画像が二次転写される。１０１５は、給紙ユニットであり、紙庫から用紙を給紙する。１０１６はレジ前ローラである。１０１７はレジローラである。給紙ユニットから給紙された用紙は、停止中のレジローラにレジ前ローラで、突き当てる形で作像側（ＩＴＢ側）のタイミング待ちを行い、ＩＴＢと同期してレジＯＮすることにより、二次転写ローラに用紙とＩＴＢ上の画像が同期して到着することにより、レジ合わせが実行される。１０２４は、クリーナーであり、一次転写後の残留トナーを感光ドラムから除去して、クリーニングする役目を持っている。
【００２４】
１０１８は搬送ベルトであり、二次転写後の用紙が下流に向けて搬送される。１０１９は定着器であり、用紙に転写されたトナー画像の定着が実行される。１０２０は、分岐部の分岐フラッパであり、定着後の用紙が機外に排出される場合は、用紙を１０２１に送り、そうでない場合は、用紙を１０２２へ送る。１０３１は分岐部の反転センサである。反転センサは反転部への用紙の進入タイミングを検知する手段に相当する。１０３３は内排紙ローラであり、１０１９の定着器から用紙を分岐路上に引き込む。内排紙ローラは、定着器の駆動モーターと同一駆動源で駆動される。
【００２５】
１０２１は機外排紙路の外排紙ローラであり、定着後の用紙を機外に排紙する。１０３９は、ベルトデカーラーであり、フェースダウン排紙における反転後の用紙は、ここで用紙の反りを直す。ベルトデカーラーは、外排紙ローラとともに、外排紙モーターで駆動される。
【００２６】
１０２２は反転部である。１０４０は、フェースダウン排紙時の反転停止位置であり、用紙の後端がここまで来た後、スイッチバックして反転し、フェースダウン排紙される。１０３４は反転上ローラであり、１０３５の反転下ローラと共に、両面反転路へ用紙を引き込む。１０３４の反転上ローラには、離間機構があり、先行紙の反転後、後続紙の反転部への進入時に離間が行われる。内排紙ローラ１０３３はワンウエイの機能を有し、ワンウエイにより内排紙ローラは、回転速度より速い速度で反転上ローラが用紙を引き込むことが可能となっている。これにより、内排紙ローラで用紙後半を支えながら、反転部に用紙を加速させて引き込むことが可能である。１０２３は両面搬送パスであり、両面プリント時に、用紙を再びレジ前ローラ１０１６へ搬送するために用いる。
【００２７】
図１６に、本実施例における画像形成装置に制御ブロック図を示す。
【００２８】
２００１は、画像形成装置全体の制御を行うＣＰＵである。２００２はＲＯＭであり、制御プログラムが格納されている。２００３はＲＡＭであり、制御においてワーク領域として利用する。２００４は不揮発メモリであり、各種の調整値を格納している。２００５はＶｓｙｎｃ発生装置であり、画像入力装置との間で、画像信号の同期をとるために使用する。２００６は、画像入力装置のような外部機器とのコマンド通信を管理する通信制御部である。２００７はビデオ信号線であり、２００５のＶｓｙｎｃによって同期された画像データが画像入力装置から画像形成装置へ転送されてくる。２００８は、図１５のコントローラ１０３６とのＩ／Ｆである。
【００２９】
２０２０は電源ユニットであり、図１５の１０７０に相当する。電源ユニットは図１６において図示していない電源供給ラインによって各ユニットのブロックで接続されており、各ユニットに電力を供給する。２０２１は、独立電源の起電力補給モジュールのブロックであり、図１５の１０６０に相当する。起電力補給モジュール２０２１も、電源ユニット２０２０から電力の供給を受け、独立電源に起電力補給を行うことが可能である。２０２４は、回転現像器との非接触通信ユニットである。２０５０は接続モジュールのブロックであり、図１５の１０８０に相当する。
【００３０】
図１７〜図１９で、本実施例における独立電源と起電力補給モジュールを電気的に接続するための接続モジュールについて説明する。
【００３１】
図１７〜図１９において、１００６は回転現像器、１０６０は独立電源への起電力補給モジュール、１０８０は接続モジュール、１０５１は独立電源を表す。これらの番号は図１５に対応している。
【００３２】
図１７において、接続モジュール１０８０は、回転現像器と起電力補給モジュールの間に位置する円盤状の構造を有している。１７０１は支持円盤で、接続モジュール内でステッピングモーターによる９０度回転の往復動作が可能である。図１７に示すように、支持円盤１７０１から、接続爪１７０２が延びている。接続爪１７０２は、図１７の図面手前側と奥側の２つの電極で構成されており、各電極は金属板バネで出来ている。１７０３は独立電源１０５１の電極であり、図１７の図面手前側と奥側の２つの電極で構成されており、各電極は金属板で出来ている。１７０２の接続爪と１７０３の独立電源の電極は、それぞれ対になる電極が接触し、金属バネのバネ圧によって圧着している。
【００３３】
図１７の状態は、回転現像器１００６が停止している状態を表している。回転現像器の停止中は、図１７のように起電力補給モジュールと回転現像器の独立電源の間の接続を、接続モジュールが確立する。
【００３４】
図１８は、図１７の各モジュールが回転現像器の回転動作中にどのような状態にあるかを示している。
【００３５】
図１８において、支持円盤１７０１は、図１７の状態から反時計回りに９０度回転している。この時、接続爪１７０２は、回転現像器の独立電源の電極１７０３から離れて、回転現像器の回転運動を阻害しない位置に退避している。図１８のように、接続モジュールの動作によって起電力補給モジュールと独立電源の接続を断ってから、回転現像器を用いたプリントジョブを実行することにより、回転運動中のスパークノイズの問題無しに、独立電源を用いた回転現像器内の現像高圧の使用が可能となる。
【００３６】
プリントジョブ終了時または、プリント中断時には、回転現像器を停止後に、支持円盤を図１８の状態から時計回りに９０度回転させることにより、図１７と同じ状態を作り、起電力補給モジュールと回転現像器の独立電源の電気接続を再確立し、独立電源への起電力補給が可能となる。
【００３７】
図１７と図１８を用いて、独立電源が蓄電池であった場合における本発明の第一の実施例の構成例を説明したが、独立電源が燃料電池であり、起電力補給モジュールが燃料補給装置であった場合には、接続爪１７０２を燃料補給パイプに置き換え、独立電源の電極１７０３をシャッター機能の付いた燃料補給口に置き換えれば、本発明の効果が得られることは、図示するまでも無い。
【００３８】
一方、図１９は、電磁誘導による接続モジュールを用いた場合における本発明の第一の実施例の構成例を示している。図１９において、図１７または図１８と同じ構成については詳細な説明は省略する。
【００３９】
１９０１は、接続モジュール１０８０側の電磁誘導コイルである。１９０２は独立電源１０５１側の電磁誘導コイルである。図１９のように電磁誘導による非接触の電気的な接続を用いれば、回転現像器の停止中、つまり対となる電磁誘導コイルが、対面して電磁誘導による接続が確立している時には、電磁誘導による起電力補給モジュールから独立電源への電力補給が可能となり、回転現像器の回転運動中は、起電力補給モジュールからの電力補給を断つことも可能となる。図１９に示したような電磁誘導による回転現像器と起電力補給モジュールの非接触の接続によっても、本発明の第一の実施例で説明する効果が得られる。
【００４０】
プリントジョブによる回転現像器の回転動作が行われていない状態、つまり回転現像器が停止している場合には、前述したように接続モジュールによって、起電力補給モジュールと回転現像器の独立電源の間の電気的な接続が確立され、独立電源の起電力補給が行われる。これに対し、プリントジョブの実行時には、接続モジュールによる接続、非接続の切替制御が必要となる。
【００４１】
以下、図２０の制御フローを用いて、プリントジョブにおける接続モジュールの接続、非接続の切替制御を説明する。該制御は図で示したＣＰＵ２００１で実行される。なお、以下のフロー説明で述べる独立電源の消耗状態とは、回転現像器を全く駆動できない状態のことではなく、少なくとも１回の作像を行える状態を表している。
【００４２】
ステップＳ２００１０において、回転現像器内の独立電源の消耗状態がチェックされ、未消耗なら、ステップＳ２００２０に進み、消耗状態ならステップＳ２０１５０へ進む。ステップＳ２００２０において、接続モジュールによる起電力補給モジュールと回転現像器内の独立電源の間の接続が解除され、非接続状態となる。ステップＳ２００３０において、第一頁のプリントが実行される。ステップＳ２００４０において、次の頁のプリント要求があるか否かが判定される。次の頁のプリント要求があるなら、ステップＳ２００５０へ進み、次の頁のプリント要求が無いなら、ステップＳ２００７０へ進む。ステップＳ２００５０において、回転現像器内の独立電源の消耗状態がチェックされ、未消耗なら、ステップＳ２００６０に進み、消耗状態ならステップＳ２００９０へ進む。ステップＳ２００６０において、次頁のプリントが実行され、その後、ステップＳ２００４０へ戻って、さらに次の頁があるか否かが判定される。
【００４３】
ステップＳ２００４０において、次の頁のプリント要求が無いなら、ステップＳ２００７０で、接続モジュールによる起電力補給モジュールと回転現像器内の独立電源の間の接続が再確立される。その後ステップＳ２００８０に進み、プリントジョブを終了する。ジョブ終了後は、回転現像器停止状態で、起電力補給モジュールと回転現像器内の独立電源の間の接続があるので、独立電源への起電力補給が行われる。
【００４４】
ステップＳ２００５０において、独立電源が起電力消耗状態と判定されるとステップＳ２００９０において、現在実行しているプリントジョブの中断処理が行われる。ステップＳ２０１００において、停止した回転現像器の独立電源に対し、接続モジュールが起電力補給モジュールとの接続を再確立する。ステップＳ２０１１０において、独立電源への起電力補給が実行される。ステップＳ２０１２０において、接続モジュールによる起電力補給モジュールと回転現像器内の独立電源の間の接続が解除され、非接続状態となる。ステップＳ２０１３０において、中断したプリントジョブの再開処理が実施され、ステップＳ２００６０へ進んで次頁のプリントが行われる。
【００４５】
ステップＳ２００１０において、独立電源が起電力消耗状態と判定されるとステップＳ２０１５０において、現在開始しようとしたプリントジョブの中断処理が行われる。ステップＳ２０１６０において、回転現像器の独立電源への起電力補給が実行される。ステップＳ２０１７０において、中断したプリントジョブの再開処理が実施され、ステップＳ２００２０へ進んで、接続モジュールの接続解除が実行され、さらにステップＳ２００３０に進んで、第一頁のプリントが実行される。
【００４６】
以上、説明してきたように、第一の実施の形態をとることによって、本発明の画像形成装置は、回転現像器の回転運動を行う可動接点の排除が可能となり、ノイズの低減と可動接点の消耗や振動といった問題の解決の両立が可能となる。
【００４７】
［第二の実施の形態］
以下に第二の実施の形態について説明する。第二の実施の形態が、第一の実施の形態と異なるのは、複数の独立電源を交換して用いることにより、独立電源の起電力補給待ちをユーザーに感じさせないように工夫していることである。
【００４８】
図１は第二の実施の形態の画像処理装置の構成を表す図である。図１において、第一の実施の形態の画像処理装置の構成を表す図１５と同一である構成については、同じ番号を振っている。また、図１５と同一である部分で、本発明の本質と関連しない部分については、一部、詳細な説明は省略する。
【００４９】
図１において、１００６は回転現像器である。１００７は、第一色であるマゼンタの現像を行うＭ現像器であり、１００８は第二色であるイエローの現像を行うＹ現像器であり、１００９は第三色であるシアンの現像を行うＣ現像器である。１００７、１００８、１００９は、１００６の回転現像器に内包されている。１０５１は回転現像器内の独立電源である。１０５２は画像形成装置本体側にある独立電源であり、１０６０の起電力補給モジュール内に格納されている。１０６１は、回転現像器内の独立電源と、画像形成装置本体側の起電力補給モジュール内の独立電源を自動交換するための、自動装填モジュールである。１０６０の起電力補給装置は、独立電源がバッテリーで構成されるなら、充電機能を有する。また、独立電源が燃料電池で構成されるなら、燃料の補給機能を有する。
【００５０】
１０６２は回転現像器内で、独立電源の起電力残量を計測する残電力検知器である。１０６３は、回転現像器内の非接触通信ユニットであり、１０６４は、画像形成装置本体側の非接触通信ユニットである。１０６３と１０６４は、例えば電磁誘導方式のような、非接触の通信方式によって信号をやりとりすることが可能である。１０６３と１０６４間の非接触通信によって、画像形成装置本体は、回転現像器内の独立電源の起電力の消耗状態を知ることが可能となる。
【００５１】
図２に、本実施例における画像形成装置に制御ブロック図を示す。図２において、第一の実施の形態のブロック図を表す図１６と同一である構成については、同じ番号を振っている。また、図１６と同一である部分で、本発明の本質と関連しない部分については、一部、詳細な説明は省略する。
【００５２】
図２において、２００１は、画像形成装置全体の制御を行うＣＰＵである。２００２はＲＯＭであり、制御プログラムが格納されている。２００３はＲＡＭであり、制御においてワーク領域として利用する。２００４は不揮発メモリであり、各種の調整値を格納している。
【００５３】
２０２０は電源ユニットであり、図１の１０７０に相当する。電源ユニットは図２において図示していない電源供給ラインによって各ユニットのブロックで接続されており、各ユニットに電力を供給する。２０２１は、独立電源の起電力補給モジュールである。起電力補給モジュール２０２１も、電源ユニット２０２０から電力の供給を受け、独立電源に起電力補給を行うことが可能である。２０２２は独立電源の自動装填モジュールであり、図１の１０６１に相当する。２０２３は起電力補給モジュールに格納されている独立電源を表している。２０２４は、回転現像器との非接触通信ユニットである。
【００５４】
２０３０は現像高圧制御部であり、回転現像器内で各色現像器の高圧制御を行う。２０３１は回転現像器内の非接触通信ユニットであり、画像形成装置本体側の非接触通信ユニット２０２４との間で非接触通信を行う。ＣＰＵ２００１は非接触通信ユニット２０２４、２０３１間の通信を通して、現像高圧制御部２０３０を制御する。２０３２は、回転現像器内の独立電源の残電力を検知する残電力検知器のブロックである。ＣＰＵ２００１は、非接触通信ユニット２０２４、２０３１間の通信を通して、残電力検知ブロックと信号を交わし、回転現像器内の独立電源の残電力量を知ることが可能である。２０３３は回転現像器内の独立電源を表している。
【００５５】
次に、図３〜図７で、本実施例における独立電源の自動装填モジュールについて説明する。図３〜図６において、１００６は回転現像器、１０６０は独立電源への起電力補給モジュール、１０６１は自動装填モジュール、１０５１と１０５２はそれぞれ独立電源を表す。これらの番号は図１に対応している。
【００５６】
図３において、自動装填モジュール１０６１は、回転現像器と起電力補給装置にまたがる円盤状の構造を有している。３００１は交換盤で、自動装填モジュール内でステッピングモーターによる回転動作が可能である。３００１の交換盤は、図３に示すように円盤状の板から、交換爪３００２と３００３が延びたような構造をしている。交換爪３００２と３００３は屈曲部の曲率が独立電源の形状と合わせてある。また交換爪３００２と３００３は、互いに１８０度の角度にある。
【００５７】
さらに、自動装填モジュール１０６１には、図３には図示していない絶縁板２枚が、図３で図示した断面図の前後に１枚づつあり、２枚の絶縁板にサンドイッチされたような構造をとっている。すなわち、自動装填モジュール１０６１は、２枚の絶縁板に挟まれた交換盤３００１を回転させることにより、交換爪３００２及び３００３によって独立電源を交換するしくみである。これを可能とするように、回転現像器１００６の独立電源設置部と起電力補給装置の独立電源設置部も図３で示すように、自動装填モジュールと重なる部分が円盤状の空間となっており、独立電源を交換爪に有した交換盤３００１が回転できる構造をとっている。
【００５８】
図３において、交換盤３００１は、中立位置にあり、交換爪は、回転現像器と、起電力補給装置を結ぶ直線に対して、９０度回転した位置にある。交換盤が、図３の状態にある時、回転現像器は、独立電源１０５１を有して回転可能であり、印刷ジョブにおける現像動作が可能である。一方、同じ状態下において、起電力補給装置は、独立電源１０５２に充電または、燃料補給が可能である。
【００５９】
図４は独立電源の断面図である。図４において、４００１は独立電源本体、４００２と４００３は独立電源と接する接点であり、板バネで構成される。本実施例における独立電源は、円盤状（または円柱上）の形状を取っているが、図４に示すように接点と接する部分に、凹状部４００４と４００５を有する。凹状部４００４と４００５は、独立電源の外縁と同心円の凹みであり、すなわち独立電源は、両電極部に外縁で囲まれた凹みを有することになる。この凹みに接点４００２と４００３の板バネが押し付けられることにより、独立電源は保持され、同時に電気的な接続が行われる。
【００６０】
本実施の形態において、回転現像器と起電力補給装置は、それぞれ、図４で示した接点４００２及び４００３と同じ構造を有しており、自動装填モジュールによって交換される独立電源は、図４で説明した構造によって回転現像器および起電力補給装置に保持され、また電気的に接続される。独立電源が蓄電池で構成されるなら、起電力補給装置内で、凹状部４００４と４００５の電極から充電が行われる。独立電源が燃料電池で構成されるなら、起電力補給装置内で、図示していないシャッター付きの燃料補給口から、独立電源への燃料補給が実行される。
【００６１】
図１４に、第二の実施の形態における独立電源の別の構成例を示す。この構成の独立電源の特徴は、電気的な接続手段にある。図１４において、１４００１は独立電源であり、１４００２と１４００３は独立電源の保持部品である。第二の実施の形態において、独立電源１４００１は絶縁体で覆われており、１４００２と１４００３の保持部品も樹脂等の絶縁部品である。本実施例における独立電源は、円盤状（または円柱上）の形状を取っているが、図１４に示すように接点と接する部分に、凹状部１４００４と１４００５を有する。凹状部１４００４と１４００５は、独立電源の外縁と同心円の凹みであり、すなわち独立電源は、両端部に外縁で囲まれた凹みを有することになる。この凹みに１４００２と１４００３の保持部品が押し付けられることにより、独立電源は保持される。
【００６２】
一方、独立電源１４００１は内部に電磁誘導端末１４０１０を有し、保持部品１４００２にも電磁誘導端末１４０２０を有する。すなわち、図１４の構成例の独立電源は電磁誘導によって、非接触に電力を回転現像器に供給可能な構成となっている。独立電源が充放電可能なバッテリーで構成される場合は、さらに、起電力補給モジュールも電磁誘導端末を内容する保持部品を有し、電磁誘導によって充電が実行される。
【００６３】
図１４の構成例の独立電源の長所は、独立電源そのものを非接触型に出来るため、独立電源の交換時のノイズも抑制できる点にある。元々、本発明において、独立電源の交換は、以下の図８で説明するようにプリントジョブの中断中に実行されるため、電源交換時にノイズが発生しても画像形成装置のプリント動作には影響しない。さらに図１４の構成を加えることによって、画像形成装置全体からの放射ノイズの抑制効果を高めることが可能となる。
【００６４】
次に、図５〜図７を用いて、独立電源を交換する時の自動装填モジュールの動作を説明する。図５〜図７において、図３と同様の部分は説明を省略する。図５は、交換盤３００１は図３の状態から反時計周りに９０度回転した状態を示している。この時、交換爪３００２は回転現像器の独立電源１０５１を押し出す。一方、交換爪３００３は起電力補給モジュール内の独立電源１０５２を押し出す。両独立電源は、図４で示したように接点の板バネによって保持されているので、交換盤の回転運動によって、接点からはずれ、自動装填モジュール内を交換盤と供に回転し、図６の状態に至る。
【００６５】
図６の状態は、図５の状態から交換盤が反時計周りに１８０度回転した状態を示している。図６の状態において、かつて回転現像器内にあった独立電源１０５１は、起電力補給モジュール内に有り、逆にかつて起電力補給モジュール内にあった独立電源１０５２は、回転現像器内に有る。両独立電源は、交換爪３００２と３００３に押される形で、回転現像器と起電力補給モジュールのそれぞれの接点に押し込まれ、接点の板バネによって図４に示したように保持され、また電気的に接続される。交換盤は、図６で独立電源を交換した後、今度は時計周りに９０度回転し、図７で示す状態に至る。
【００６６】
図７の状態において、独立電源を交換した交換盤は、回転現像器と起電力補給装置を結ぶ直線に対して９０度回転した位置に交換爪を退避させるように回転して停止している。すなわち、図７の自動交換装置の状態は図３と同様の状態となっており、この状態で、回転現像器は、独立電源１０５２を有して回転可能であり、印刷ジョブにおける現像動作が可能である。一方、同じ状態下において、起電力補給装置は、独立電源１０５１に充電または、燃料補給が可能である。図３との違いは、消耗済みの独立電源１０５１が起電力補給装置内にあり、起電力補給済みの独立電源１０５２が回転現像器内にあることである。以上のようにして、本実施例における自動装填モジュールによる独立電源の交換が実施される。
【００６７】
次に図８に独立電源の交換を行う場合の制御フローを示す。該制御は図で示したＣＰＵ２００１で実行される。なお、以下のフロー説明で述べる独立電源の消耗状態とは、回転現像器を全く駆動できない状態のことではなく、後数回の作像を行える状態を表している。
【００６８】
ステップＳ８０１０において、回転現像器内の独立電源の消耗状態がチェックされ、未消耗なら、ステップＳ８０９０に進んで処理を抜け、消耗状態ならステップＳ８０２０へ進む。ステップＳ８０２０において、現在プリントジョブを実行しているか否かが判定される。現在ジョブ中でなければ、ステップＳ８０５０へ進む。現在ジョブ中だが、すでにジョブの最終頁のプリント指令を図１のコントローラ１０３６から受診しているなら、ステップＳ８０４０へ進む。まだジョブが続くならば、ステップＳ８０３０へ進む。ステップＳ８０４０において、現在のプリントジョブの最終頁までプリントを実行し、停止した後ステップＳ８０５０へ進む。ステップＳ８０３０において、現在、作像中の画像までプリントしたら、プリントジョブを一時中断し、プリントエンジンを一時停止させ、ステップＳ８０５０へ進む。
【００６９】
ステップＳ８０５０において、自動装填モジュールによる独立電源の自動交換が実行されステップＳ８０６０へ進む。ステップＳ８０５０における独立電源の自動交換作業は、図３〜図７で説明した動作に相当する。
【００７０】
ステップＳ８０６０において、一時中断したジョブが有るか否かを判定し、一時中断ジョブがあるなら、ステップＳ８０７０へ進み、一時中断ジョブが無いならステップＳ８０８０へ進む。ステップＳ８０７０において、一時中断ジョブを再開しステップＳ８０８０へ進む。ステップＳ８０８０において、交換された消耗済み独立電源に対して、起電力補給モジュールでの電力補給を再開し、ステップＳ８０９０へ進んで処理を抜ける。
【００７１】
以上、説明してきたように第二の実施の形態をとれば、本発明の画像形成装置は、回転現像器の回転運動を行う可動接点を排除し、ノイズの低減と可動接点の消耗や振動といった問題の解決の両立が可能となり、さらに、独立電源の交換によって、画像形成装置のユーザーに、独立電源の起電力回復の待機時間を感じさせることなく、高い生産性を提供することが可能となる。
【００７２】
［第三の実施の形態］
以下に第三の実施の形態について説明する。第三の実施の形態が、第二の実施の形態と異なる特徴は、独立電源を３個用いることにある。なお、第三の実施の形態の説明において、第二の実施の形態と同様な部分については、説明を省略する。
【００７３】
第三の実施の形態の全体構成図である図９は、第二の実施の形態の全体構成図である図１に相当する。図１との相違点は、第三の実施の形態における独立電源が３個構成であるため、独立電源１０５３が追加されていることである。また、独立電源の追加に合わせて、起電力補給モジュール１０６０は、同時に２つの独立電源を内包可能であり、それぞれに対する充電または燃料補給が可能である。また、自動装填モジュール１０６１は３つの独立電源を保持して交換することが可能な構成となっている。それ以外は図１と同様なので詳細な説明は省略する。
【００７４】
第三の実施の形態のブロック図は、第二の実施の形態のブロック図である図２と同様なので説明を省略する。
【００７５】
以下、図１０〜図１３において、第三の実施の形態における自動装填モジュールについて説明する。図１０〜１２において、１００６は回転現像器、１０６０は独立電源への起電力補給モジュール、１０６１は自動装填モジュール、１０５１と１０５２と１０５３はそれぞれ独立電源を表す。これらの番号は図９に対応している。
【００７６】
図１０において、自動装填モジュール１０６１は、回転現像器と起電力補給装置にまたがる円盤状の構造を有している。１０００１は交換盤で、自動装填モジュール内でステッピングモーターによる回転動作が可能である。１０００１の交換盤は、図１０に示すように円盤状の板から、交換爪１０００２と１０００３と１０００４が延びたような構造をしている。交換爪１０００２〜１０００４は屈曲部の曲率が独立電源の形状と合わせてある。また、交換爪１０００２〜１０００４は、それぞれ１２０度づつ離れて配置されている。
【００７７】
さらに、自動装填モジュール１０６１には、図１０には図示していない絶縁板２枚が、図１０で図示した断面図の前後に１枚づつあり、２枚の絶縁板にサンドイッチされたような構造をとっている。すなわち、自動装填モジュール１０６１は、２枚の絶縁板に挟まれた交換盤１０００１を回転させることにより、交換爪１０００２〜１０００４によって独立電源を交換するしくみである。これを可能とするように、回転現像器１００６の独立電源設置部と起電力補給装置の独立電源設置部も図１０で示すように、自動装填モジュールと重なる部分が円盤状の空間となっており、独立電源を交換爪に有した交換盤１０００１が回転できる構造をとっている。
【００７８】
図１０において、交換盤１０００１は、中立位置にあり、交換爪は、回転現像器と、起電力補給装置を結ぶ直線に対して、９０度回転した位置にある。交換盤が、図１０の状態にある時、回転現像器は、独立電源１０５１を有して回転可能であり、印刷ジョブにおける現像動作が可能である。一方、同じ状態下において、起電力補給装置は、独立電源１０５２に充電または、燃料補給が可能である。
【００７９】
第三の実施の形態における独立電源の断面図は、第二の実施の形態における図４または図１４と同じなので詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１１〜１３は、独立電源を交換する時の自動装填モジュールの動作を説明する図である。図１１〜図１３において、図１０と同様の部分は説明を省略する。図１１は、交換盤１０００１が図１０の状態から反時計周りに６０度回転した状態を示している。この時、交換爪１０００２は回転現像器の独立電源１０５１を押し出す。一方、交換爪１０００３は起電力補給モジュール内の第一の独立電源１０５２を押し出し、交換爪１０００４は起電力補給モジュール内の第三の独立電源１０５３を押し出す。各独立電源は、図４で示したように接点の板バネによって保持されているので、交換盤の回転運動によって、接点からはずれ、自動装填モジュール内を交換盤と供に回転し、図１２の状態に至る。
【００８１】
図１２の状態は、図１１の状態から交換盤が反時計周りに１２０度回転した状態を示している。図１２の状態において、かつて回転現像器内にあった独立電源１０５１は、起電力補給モジュール内に有り、逆にかつて起電力補給モジュール内にあった独立電源１０５３は、回転現像器内に有る。また、独立電源１０５２は、起電力補給モジュール内における位置を反時計周りに移動している。各独立電源は、交換爪１０００２〜１０００４に押される形で、回転現像器と起電力補給モジュールのそれぞれの接点に押し込まれ、接点の板バネによって図４に示したように保持され、また電気的に接続される。交換盤は、図１２で独立電源を交換した後、今度は時計周りに６０度回転し、図１３で示す状態に至る。
【００８２】
図１３の状態において、独立電源を交換した交換盤は、回転現像器と起電力補給装置を結ぶ直線に対して６０度回転した位置に交換爪を退避させるように回転して停止している。すなわち、図１３の自動交換装置の状態は図１０と同様の状態となっており、この状態で、回転現像器は、独立電源１０５３を有して回転可能であり、印刷ジョブにおける現像動作が可能である。一方、同じ状態下において、起電力補給装置は、独立電源１０５１および１０５２に充電または、燃料補給が可能である。図１０との違いは、消耗済みの独立電源１０５１が起電力補給装置内にあり、起電力補給済みの独立電源１０５３が回転現像器内にあることである。以上のようにして、本実施例における自動装填モジュールによる独立電源の交換が実施される。
【００８３】
第三の実施例における独立電源の交換作業の制御フローは第二の実施例における独立電源の交換作業の制御フローである図８と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００８４】
以上説明したように、第三の実施の形態においては、３つの独立電源を用いる構成をとっている。第三の実施の形態の長所は、独立電源の起電力補給に時間がかかるような場合でも、本発明を適用できることにある。すなわち、連続プリントジョブ中の独立電源の起電力消耗時間に対して、独立電源の起電力補給時間が２倍必要だったとしても、第三の実施の形態の構成をもってすれば、各独立電源が、起電力補給モジュール内に格納されている時間は、独立電源が回転モジュール内に格納されている時間の少なくとも２倍確保できるので、十分な起電力補給が可能だからである。
【００８５】
また、第二の実施の形態と第三の実施の形態の比較から、本発明の本質は、独立電源の個数に依存せず、少なくとも２つ以上であれば、どのような数の独立電源でも対応可能であることは、詳述するまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の画像形成装置は、特に回転現像器のように電力供給を必要とする回転モジュールから、プリントジョブ中に可動する電気接点を排除することを可能とし、ノイズ低減と、可動接点が引き起こす消耗等の問題の解消を両立させる効果がある。また本発明の画像形成装置は、独立電源への起電力補給において、補給待ち時間を画像形成装置のユーザーに感じさせることなく、高い生産性を得ることができる効果がある。よって複合機能の複写機等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第二の実施の形態における画像形成装置の全体構成図
【図２】第二の実施の形態における画像形成装置のブロック図
【図３】第二の実施の形態における自動装填モジュールを示す図
【図４】は第二の実施の形態における独立電源の断面図
【図５】は第二の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図６】は第二の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図７】は第二の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図８】第二の実施の形態における独立電源の自動交換を説明するフローチャート
【図９】第三の実施の形態における画像形成装置の全体構成図
【図１０】第三の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図１１】第三の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図１２】第三の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図１３】第三の実施の形態における独立電源の自動交換を説明する図
【図１４】第二または第三の実施の形態における電磁誘導タイプの独立電源の断面図
【図１５】第一の実施の形態における画像形成装置の全体構成図
【図１６】第一の実施の形態における画像形成装置のブロック図
【図１７】第一の実施の形態における接続モジュールの接続状態を示す図
【図１８】第一の実施の形態における接続モジュールの非接続状態を示す図
【図１９】第一の実施の形態における電磁誘導タイプの接続モジュールを示す図
【図２０】第一の実施の形態における接続モジュールの接続切替を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００８８】
１００６      回転モジュール（回転現像器）
１０５１      独立電源
１０５２      独立電源
１０６０      起電力補給モジュール
１０６１      自動装填モジュール
１０６２      残電力検知器
１０６３      非接触通信ユニット
１０６４      非接触通信ユニット
１０８０      接続モジュール
【図１】
2006133480.tif 000003
【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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【図７】
2006133480.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006133480.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2006133480.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2006133480.tif 000021
【図２０】
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