(57)【要約】【課題】  蓄電池ユニットを画像形成装置の給紙部に、給紙ユニット（給紙カセット）の代わりに装着（セット）することで、蓄電池ユニットの設置上の制約を解消する。【解決手段】  蓄電池ユニット４０が、給紙ユニット（給紙カセット）３１の代わりに、画像形成装置１００の給紙部３０に装着（セット）されると、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３のＭＰＵは、ＤＣバス１４の電圧を監視し、蓄電池ユニット４０の充放電に関する制御を行う。蓄電池モジュール４１の充電時には、ＡＣ／ＤＣ電源１２より直流に変換された電圧が蓄電池モジュール４１に充電され、また、蓄電池モジュール４１の放電時には、蓄電池モジュール４１に充電された電力(電圧)がシステム用ＤＣ／ＤＣ電源１３に供給される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部ＡＣ電源から給電される主電源又は蓄電池ユニットから電力の供給を受け画像形成装置の各動作部に電力を供給する電源部と、
給紙ユニット又は蓄電池ユニットを前記給紙ユニットに置き換えて装着可能な給紙部を備え、
前記給紙部は、前記蓄電池ユニットが装着されたとき、前記蓄電池ユニットを前記電源部に接続する蓄電池ユニットで給電可能な画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記主電源又は前記蓄電池ユニットから前記電源部への電力供給、或いは、前記主電源から前記蓄電池ユニットへの充電電力供給を切替制御する電源制御部を有する蓄電池ユニットで給電可能な画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された画像形成装置の前記給紙部に装着可能な蓄電池ユニットであって、
蓄電池モジュールと蓄電池制御モジュールとを有する蓄電池ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載された蓄電池ユニットにおいて、
前記蓄電池モジュールと前記蓄電池制御モジュールがスイッチ手段を介して接続されている蓄電池ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載された蓄電池ユニットにおいて、
前記蓄電池モジュールが着脱可能に装着されている蓄電池ユニット。
【請求項６】
請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
前記給紙部に、請求項３に記載された蓄電池ユニットが装着されたとき、前記電源制御部は、前記電源部への電力供給を前記主電源から前記蓄電池ユニットに切り替える制御を行う蓄電池ユニットで給電可能な画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池ユニットで給電可能な画像形成装置及び蓄電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器を作動する上で必要な電源を確保できない状況、例えば、電気機器の屋外での使用、或いは事故や災害時などにおけるＢＣＰ（事業継続計画）の一環として、蓄電池やコンデンサに蓄えられたエネルギーを画像形成装置に供給する、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）と呼ばれる無停電電源装置（蓄電池ユニット）が広く用いられてきている。
このような状況下において、画像形成装置においても、画像形成装置の外部に脱着可能（外付けすることが可能）なＵＰＳを備えた画像形成装置（特許文献１）や、画像形成装置の内部の電源回路にＵＰＳを内蔵した画像形成装置（特許文献２）が既に提案されている。
【０００３】
しかしながら、従来のＵＰＳを備えた画像形成装置には、以下のような解決を要する課題がある。
即ち、特許文献１に記載された画像形成装置では、ＵＰＳを外付けするにあたり、例えば、壁との隙間等の狭い場所に設置すると火災の原因になることから、設置スペースを充分に考慮しなければならず、設置上の制約がある。
その上、画像形成装置の多機能化及び高性能化に伴い、ＵＰＳが大規模化、重量化することから、ＵＰＳを画像形成装置の外部に設置する作業は、困難を伴う作業となる。
【０００４】
また、特許文献２に記載された画像形成装置では、ＵＰＳの内蔵の仕方によっては、画像形成装置本体（スキャナ部、画像メモリ部、画像出力部等）に対して、かなりのスペースを占有することが想定され、実装できない場合もあり得る。その場合、ＵＰＳを小型化して、そのスペースの占有率を低くすることによりＵＰＳを内蔵させることも考えられるが、ＵＰＳを小型化すると、ＵＰＳの電池容量が制限され、停電時等において、ＵＰＳから画像形成装置本体に充分な電力の供給をすることができなくなる虞がある。
また、ＵＰＳの内蔵の仕方や配置位置が画像形成装置によって異なると、画像形成装置によっては、実装できない可能性が出てくる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄電池ユニットを画像形成装置の給紙部に、給紙ユニット（給紙カセット）の代わりに装着（セット）することで、蓄電池ユニットの設置上の制約を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、外部ＡＣ電源から給電される主電源又は蓄電池ユニットから電力の供給を受け画像形成装置の各動作部に電力を供給する電源部と、給紙ユニット又は蓄電池ユニットを前記給紙ユニットに置き換えて装着可能な給紙部を備え、前記給紙部は、前記蓄電池ユニットが装着されたとき、前記蓄電池ユニットを前記電源部に接続する蓄電池ユニットで給電可能な画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄電池ユニットを画像形成装置の給紙部に、給紙ユニットの代わりに装着することで、蓄電池ユニットの設置上の制約を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置にセットされる給紙ユニット及び蓄電池ユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置にセットされる給紙ユニットの代わりに蓄電池ユニットがセット可能であることを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置に蓄電池ユニットをセットしたときの、画像形成装置本体及び蓄電池ユニットのブロック構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置に蓄電池ユニットをセットし、さらに蓄電池ユニットにスイッチ手段を設けたときの、画像形成装置本体及び蓄電池ユニットのブロック構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置に複数の蓄電池ユニットをセットしたときの、画像形成装置本体及び蓄電池ユニットのブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００を概略的に示した図である。
図１において、画像形成装置１００は、画像形成装置本体１０と、画像形成装置本体１０上のコンタクトガラス上に載置される自動原稿送り装置２０と、複数の給紙ユニットから構成される給紙部３０を有する。
【００１０】
画像形成装置本体１０は、自動原稿送り装置２０によりコンタクトガラス上に給紙された原稿の画像を画素化して読み取るスキャナ部１と、このスキャナ部１からの画像信号を記憶する画像メモリ２と、この画像メモリ２に記憶された画像信号を読み出して、給紙装置により給紙された転写用紙(用紙)に記録する画像出力部（プリンタ部）３と、各構成要素を制御するエンジン制御部５と、ＡＣ電源（商用電源）をＤＣ電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ付電源（以下、ＡＣ／ＤＣ電源）１２と、画像形成装置本体１０のシステム用電源を生成する、システム用のＤＣ／ＤＣコンバータ付電源（以下、システム用ＤＣ／ＤＣ電源）１３等を有する。
【００１１】
自動原稿送り装置２０は、原稿を自動的にスキャナ部１へ搬送する手段であり、原稿台１９上の原稿を図示しない給紙コロにより送出し、送出された原稿を搬送ベルトによりコンタクトガラス上に搬送する。スキャナ部１はコンタクトガラス上に配置された原稿の下面を光学走査機２２によって走査し、その光学像をミラー２３及びレンズ系２４等を介して光電変換部２５に転送してデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は画像メモリ２に記憶される。
【００１２】
画像出力部３は、画像メモリ２から読み出された画像信号を入力し、光信号に変換して出力する書込み部２６と、書込み部２６から出力されたレーザ光を受けて画像記録を行う電子写真式の記録部２７（感光体、帯電器、現像器、転写器、定着器等）を有する。記録部２７では、給紙部３０から給紙され搬送機構２８を経て給送されてきた転写紙(用紙)に対して原稿画像信号に対応した画像を記録する。記録部２７にて画像記録がなされた転写紙(用紙)は排紙トレイ２９に排紙される。
【００１３】
給紙部３０は、複数の給紙ユニット３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、（３１ｄ））と、各給紙ユニット内の用紙の最上面に接して回転して一枚ずつ給紙する給紙ローラ等から成る給紙機構３２等を有する。
なお、給紙部は、本実施形態では、画像形成装置１００と一体に構成されたものとして説明するが、必ずしも給紙部が画像形成装置と一体に構成されたものに限定されず、画像形成装置とは別体に、即ち外付けされるものであってもよい。したがって、ここではこれらの給紙部を総称して給紙部という。したがって、給紙部を備えた画像形成装置というときは、給紙部を一体に備えたものだけではなく別体に備えたものも含む。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置にセットされる給紙ユニット３１（図２Ａ）及び蓄電池ユニット４０（図２Ｂ）を示す斜視図である。
給紙ユニット３１は、図２Ａに示すように、底板３３と、底板３３上に支持された用紙を上下移動させて用紙最上面を給紙機構３２に接離させる用紙接離機構（トレイリフト）３４（図１）等を備えた矩形の容器状をなす周知の構造である。
なお、給紙ユニット３１は、シート状の例えば印刷用紙などの記憶媒体を収容する。
【００１５】
蓄電池ユニット４０は、画像形成装置１００の給紙部３０に、給紙ユニット３１に置き換えてセットできるようにその外形及び外部構造は給紙ユニット３１と同じで蓄電池モジュール４１を収容している。
図３は、画像形成装置１００にセットされる給紙ユニット３１の代わりに蓄電池ユニット４０がセット可能であることを示す図である。
給紙ユニット３１と蓄電池ユニット４０は、画像形成装置１００に対して図示のように必要に応じて何時でも自由に交換して使用することができる。即ち、給紙ユニット３１を画像形成装置１００の給紙部３０に装着したときは給紙を行うが、給紙ユニット３１の代わりに蓄電池ユニット４０を給紙部３０にセットしたときは、蓄電池ユニット４０は、例えばピン及びソケットなどの適宜の接続手段で画像形成装置１００と電気的に接続される。それによって、停電時等、画像形成装置１００が商用ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換した電源（ここでは主電源という）から電力が得られないときに、画像形成装置本体１０に電力を供給することで、画像形成装置１００の継続動作を可能にする。
【００１６】
図１の画像形成装置１００では、給紙ユニット３１に代えて蓄電池ユニット４０をセットする例として、給紙ユニット３１ｄ（給紙部３０の最下段）に代えて、蓄電池ユニット４０をセットしている。蓄電池ユニット４０が給紙部３０にセットされると、後述のＤＣバス１４を介して、蓄電池ユニット４０に充電（蓄電）、又は蓄電池ユニット４０からシステム用ＤＣ／ＤＣ電源１３に放電（電力が供給）される。
【００１７】
図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置に蓄電池ユニットをセットしたときの、画像形成装置本体及び蓄電池ユニットのブロック構成図である。
図４に示すように、画像形成装置本体１０と蓄電池ユニット４０は、ＤＣバス１４で接続される。
【００１８】
画像形成装置本体１０は、画像形成システム１１、ＡＣ／ＤＣ電源１２、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３を備える。
画像形成システム１１は、コピー、スキャナ、ＦＡＸ、プリント等の実行時に作動する装置（スキャナ部１、画像メモリ２、画像出力部３、エンジン制御部５等）の複合体である。
ＡＣ／ＤＣ電源１２は、ＡＣ電源（商用電源）をＤＣ電源に変換するものであり、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３、又は蓄電池ユニット４０にＤＣ電源を供給する。
【００１９】
システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３は、画像形成装置１００の電源部に相当し、ＤＣバス１４から供給される電源（電圧）より、画像形成システム１１のシステム用電源（５Ｖ、又は２４Ｖ等の電圧）を生成する。
ＤＣバス１４は、ＡＣ／ＤＣ電源１２とシステム用ＤＣ／ＤＣ電源１３、また蓄電池ユニット４０とシステム用ＤＣ／ＤＣ電源１３を接続する、直流の電源バス（直流電源線）である。
【００２０】
システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３には、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のコントローラが実装されており、ＭＰＵは、ＤＣバス１４の電圧を監視し、蓄電池ユニット４０に充電（蓄電）、又は蓄電池ユニット４０から放電（電力を供給）するように制御する。
具体的には、ＭＰＵは、ＤＣバス１４の電圧を監視し、蓄電池ユニット４０の電圧の値が所定の値よりも低いと判定すると、画像形成システム１１の動作に支障をきたさないように、蓄電池ユニット４０に充電を開始する制御を行う。
なお、蓄電池ユニット４０の充放電を制御するにあたり、ＭＰＵ等のコントローラを蓄電池ユニット４０に実装してもよい。
【００２１】
蓄電池ユニット４０は、蓄電池モジュール４１、蓄電池制御モジュール４２、蓄電池充放電用ＤＣ／ＤＣ電源４３を備える。
蓄電池モジュール４１は、充放電可能な２次電池のモジュールであり、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池である。
蓄電池制御モジュール４２は、主に蓄電池モジュール４１に関する充放電量の管理（制御）を行い、それ以外にセルバランス、安全保護等の機能も有する。
蓄電池充放電用ＤＣ／ＤＣ電源４３は、充電時にはＡＣ／ＤＣ電源１２より供給される電圧を蓄電池モジュール４１の充電用電圧に変換し、放電時には蓄電池モジュール４１より放電される電圧をＤＣバス１４の電圧に変換する。
【００２２】
次に、蓄電池モジュール４１の充放電に関する処理の手順を簡単に説明する。
蓄電池モジュール４１の充電時には、ＡＣ／ＤＣ電源１２より直流に変換された電圧がＤＣバス１４に供給されると、ＤＣバス１４に供給された電圧は、蓄電池充放電用ＤＣ／ＤＣ電源４３により蓄電池モジュール４１の充電用電圧に変換され、充電量が蓄電池制御モジュール４２により調整された上で、蓄電池モジュール４１に充電される。
【００２３】
蓄電池モジュール４１の放電時には、蓄電池制御モジュール４２により蓄電池モジュール４１に蓄電（充電）された電力が蓄電池充放電用ＤＣ／ＤＣ電源４３に供給されると、蓄電池充放電用ＤＣ／ＤＣ電源４３は供給された電力（電圧）をＤＣバス１４の電圧に変換し、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３に供給する。
システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３に電圧が供給されると、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３は、画像形成システム１１のシステム用電源を生成し、画像形成システム１１に供給する。
【００２４】
なお、蓄電池ユニット４０を給紙部３０にセットしていない場合、ＡＣ／ＤＣ電源１２により直流に変換された電圧（電力）は、ＤＣバス１４を介して、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３にそのまま供給される。システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３に電圧が供給されると、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３は、画像形成システム１１のシステム用電源を生成し、画像形成システム１１に供給する。
【００２５】
図５は、画像形成装置１００に蓄電池ユニット４０をセットしたときの、画像形成装置本体１０及び蓄電池ユニット４０のブロック構成図である。
図示のように、蓄電池ユニット４０の蓄電池モジュール４１と蓄電池制御モジュール４２の間にスイッチ手段４４が設けられている。
【００２６】
ユーザによりスイッチ手段４４がオンに設定されると、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３の電源制御部であるＭＰＵは、ＤＣバス１４の電圧を監視し、蓄電池ユニット４０の電圧の値が所定の値よりも低いと判定すると蓄電池ユニット４０に充電を開始する制御し、またＡＣ／ＤＣ電源１２より充分な電力が供給されていないと判定すると蓄電池ユニット４０からシステム用ＤＣ／ＤＣ電源１３に放電するように制御する。
他方、ユーザによりスイッチ手段４４がオフに設定されると、（蓄電池ユニット４０を給紙部３０にセットしていない場合と同様に）ＡＣ／ＤＣ電源１２により直流に変換された電圧（電力）がシステム用ＤＣ／ＤＣ電源１３にそのまま供給される。
つまり、このスイッチ手段４４を設けたことにより、例えば、蓄電池ユニット４０を給紙部３０に装着したままの状態で、システム用ＤＣ／ＤＣ電源への電力供給を蓄電池ユニット４０からＡＣ／ＤＣ電源１２に切り替えることができる。また、蓄電池モジュール４１が蓄電池ユニット４０に着脱可能に構成されている場合は、蓄電池ユニット４０から蓄電池モジュール４１を取り外す際に、スイッチ手段４４により蓄電池モジュール４１と蓄電池ユニット４０を電気的に切断できるため、蓄電池モジュール４１の交換作業を安全に行うことができる。
【００２７】
また、本画像形成装置１００は、蓄電池モジュール４１の電池容量を検知し、ユーザに通知する容量検知手段を備えていてもよい。容量検知手段は、蓄電池モジュール４１の電池容量（残量）を、例えば、画像形成装置１００の表示装置（ディスプレイ）に表示させることで、ユーザに蓄電池モジュール４１の交換時期を通知する。
このため、商用電源より画像形成装置１００の作動に必要な電源を確保することができない場合であって、かつ容量検知手段により蓄電池ユニット４０にセットされている蓄電池モジュール４１の電池残量が少ないことが通知された場合、ユーザは、既に充電が完了している予備の蓄電池モジュール４１に交換することで、画像形成装置１００を継続して作動させることができる。
なお、蓄電池モジュール４１の充電は、画像形成装置１００以外の機器（充電器）を用いて、行うこともできる。その際、蓄電池ユニット４０を充電器にセットしても或いは、蓄電池モジュール４１が蓄電池ユニット４０から取り外し可能な場合は、蓄電池モジュール４１のみを充電器にセットして充電をおこなってもよい。
【００２８】
図６は、画像形成装置１００に複数（ここでは２つ）の蓄電池ユニット４０（４０Ａ及び４０Ｂ）をセットしたときの、画像形成装置本体１０及び蓄電池ユニット４０のブロック構成図である。図６において示されるように、２つの蓄電池ユニット４０Ａ及び４０Ｂは、画像形成装置本体１０に対して、並列に接続されている。
【００２９】
２つの蓄電池ユニット４０Ａ及び４０Ｂが、画像形成装置本体１０に接続されている場合、システム用ＤＣ／ＤＣ電源１３のＭＰＵは、例えば、蓄電池ユニット４０Ａを主蓄電池ユニット、蓄電池ユニット４０Ｂを補助蓄電池ユニットと蓄電池ユニット４０に優先順位を付けることにより、充放電の制御を行う。
具体的には、ＭＰＵは、主蓄電池ユニット４０Ａの充電が完了すると補助蓄電池ユニット４０Ｂの充電を開始し、また主蓄電池ユニット４０Ａから放電し、主蓄電池ユニット４０Ａの電池残量が無くなると、補助蓄電池ユニット４０Ｂより放電を開始するように制御する。
【００３０】
また、容量検知手段により蓄電池ユニット４０Ａにセットされている蓄電池モジュール４１Ａの電池残量が少ないことが通知された場合、ユーザは、画像形成装置１００の給紙部３０に蓄電池ユニット４０Ｂをセットすることで、電力を供給することができる。
この場合、蓄電池ユニット４０Ａ（蓄電池モジュール４１Ａ）は画像形成装置本体１０に接続された状態にあるため、ユーザは、蓄電池ユニット４０Ｂを給紙部３０にセットすることで、画像形成装置１００の電源をオフすることなく、画像形成装置１００を継続して作動させることができる。
【００３１】
なお、図６では、画像形成装置１００に２つの蓄電池ユニット４０Ａ及び４０Ｂをセットする例を示したが、画像形成装置１００にセットする蓄電池ユニット４０の数は、給紙部３０にセット可能な給紙ユニット３１（蓄電池ユニット４０）の数、また使用を予定する電力量等に応じて、決定することができる。
【００３２】
以上、説明したように、本画像形成装置によれば、蓄電池ユニット４０を画像形成装置の給紙部に給紙ユニット３１の代わりに装着（セット）可能であるため、画像形成装置のサイズ如何に関わらず共通の蓄電池ユニット４０が使用できる。また、蓄電池ユニット４０に収容可能である限り任意のサイズの蓄電池モジュール４１が使用できるため、蓄電池モジュール４１の電池容量も比較的自由に選択することができる。これにより、従来のＵＰＳを外付けする場合における画像形成装置の設置位置やＵＰＳの設置作業の問題、或いはＵＰＳを内蔵させる場合における画像形成装置内部の設置スペースや電池容量の問題を解消することができる。
また、ユーザは、使用状況に応じて、蓄電池ユニットの実装／非実装を選択することができる。これにより、ユーザが、蓄電池ユニット（ＵＰＳ）を不要とする場合においても、従来（通常）の画像形成装置としての機能を提供することができる。
さらに、ユーザは、予備に備えた蓄電池モジュールを交換、又は／及び予備に備えた蓄電池ユニットを交換（又は、増設）することで、電源（電力）を充分に確保した上で、画像形成装置を継続して作動させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０・・・画像形成装置本体、１１・・・画像形成システム、１２・・・ＡＣ／ＤＣ電源、１３・・・システム用ＤＣ／ＤＣ電源、１４・・・ＤＣバス、４０・・・蓄電池ユニット、４１・・・蓄電池モジュール、４２・・・蓄電池制御モジュール、４３・・・蓄電池充放電用ＤＣ／ＤＣ電源。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特許公開２００１−２５３１５２号公報
【特許文献２】特許公開平５−３０２４０号公報
【図１】
2015198568.tif 000003
【図２】
2015198568.tif 000004
【図３】
2015198568.tif 000005
【図４】
2015198568.tif 000006
【図５】
2015198568.tif 000007
【図６】
2015198568.tif 000008