(57)【要約】【課題】装置の稼働時間に基づいてその電源部の寿命管理を適正に行う。【解決手段】装置の動作モードごとに、各動作モードにおける電源部への負荷状態に応じた寿命消費ポイントを定めておく。各動作モードの実行時間に、当該動作モードに対応する寿命消費ポイントに応じた重み付けをしながら残存寿命から減算カウントすることにより、電源部の寿命管理を行う。スキャナユニットやＦＡＸ受信ユニットなど、装置に対して着脱可能なオプションユニットがある場合、その装着状況に応じて寿命消費ポイントも変える。さらに、周囲温度によっても寿命消費ポイントを増減する。【選択図】図７
2008225047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成動作を実行して画像を形成する画像形成手段と、
外部電源より与えられる電力から所定の電源電圧を生成して前記画像形成手段に供給する電源部と、
前記画像形成手段の動作を制御するとともに前記電源部の寿命を管理する制御手段と
を備え、
前記画像形成手段が実行する動作モードとして前記画像形成動作を含む複数の動作モードを有するとともに、該複数の動作モードのそれぞれでは前記電源部に対する負荷状態が互いに異なっており、
前記制御手段は、前記複数の動作モードのそれぞれが実行された時間を当該動作モードに応じた重み付けをして積算し、各動作モードについての積算値の合計に基づき前記電源部の寿命管理を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電源部に対する負荷が重い動作モードほど大きな重み付けを与える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
室温または装置内部の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出結果に基づいて前記重み付けの大きさを変更する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が高いほど大きな重み付けを与える請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の動作モードとして、外部から画像形成指令を与えられたときに実行されて該画像形成指令に対応する画像を形成する前記画像形成動作と、前記画像形成指令を与えられていないときに実行されて外部から前記画像形成指令が与えられるのを待つ待機動作とを有する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の動作モードとして、外部から画像形成指令を与えられて該画像形成指令に対応する画像を形成する前記画像形成動作と、前記画像形成指令を与えられていないときに実行されて前記画像形成手段の少なくとも一部の動作を休止させる省電力動作とを有する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成手段は、それぞれが外部からの画像形成指令に応じて画像を形成する画像形成ステーションを複数備えており、
前記複数の動作モードとして、前記複数の画像形成ステーションのうち稼動させる画像形成ステーションの数が互いに異なる複数の画像形成動作を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電源部から電力供給を受け動作するオプションユニットを少なくとも１つ装着可能に構成され、前記複数の動作モードの間では、前記オプションユニットの装着状態が互いに異なる請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記積算値の合計の値が所定の閾値を超えたとき、前記電源部の寿命が尽きたことを使用者に報知する報知手段をさらに備える請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
外部電源より与えられる電力から所定の電源電圧を生成する電源部から電力を供給された画像形成手段により画像形成動作を実行して画像を形成する画像形成方法において、
前記画像形成手段が実行する動作モードとして前記画像形成動作を含む複数の動作モードを選択的に実行するとともに、該複数の動作モードのそれぞれでは前記電源部に対する負荷状態が互いに異なっており、
前記複数の動作モードのそれぞれが実行された時間を当該動作モードに応じた重み付けをして積算し、各動作モードについての積算値の合計に基づいて前記電源部の寿命管理を行う
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、装置の稼働時間に基づいてその電源部の寿命管理を行う画像形成装置およびその画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置では、その信頼性を向上させるため、装置各部の残存寿命を適正に管理することが求められるようになってきている。このうち電源部の寿命管理についてはこれまであまり検討されてこなかったが、例えば特許文献１に記載の技術を適用することが考えられる。特許文献１に記載の技術においては、電子装置に電力を供給する電源装置に設けられた電解コンデンサに、その温度を検出するための温度センサを熱結合させて設け、稼動状態における該コンデンサの温度と経過時間とを考慮したいわゆるアレニウスの法則に基づく計算式により、コンデンサの残存寿命を算出するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３８５０３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電源装置の負荷となる電子装置として画像形成装置を考えたとき、上記従来技術を適用することは容易でない。というのは、画像形成装置の稼動時間内においては、例えば実際に画像を形成しているときとそれ以外の待機状態との間のように、装置が電源部への負荷状態が大きく異なる複数の状態の間で遷移するため、代表的にいくつかの部品について温度検出を行っただけでは、装置全体の寿命管理を適切に行うことには必ずしもつながらないからである。また、温度を検出する部品の点数を多くすると装置コストが大幅に上昇してしまい、制御も複雑なものとなってしまうため現実的でない。
【０００５】
このように、画像形成装置の技術分野においては、その電源部の寿命管理を適切に行うことのできる技術が確立されるに至っていない。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、装置の稼働時間に基づいてその電源部の寿命管理を適正に行うことのできる画像形成装置および画像形成方法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】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、画像形成動作を実行して画像を形成する画像形成手段と、外部電源より与えられる電力から所定の電源電圧を生成して前記画像形成手段に供給する電源部と、前記画像形成手段の動作を制御するとともに前記電源部の寿命を管理する制御手段とを備え、前記画像形成手段が実行する動作モードとして前記画像形成動作を含む複数の動作モードを有するとともに、該複数の動作モードのそれぞれでは前記電源部に対する負荷状態が互いに異なっており、前記制御手段は、前記複数の動作モードのそれぞれが実行された時間を当該動作モードに応じた重み付けをして積算し、各動作モードについての積算値の合計に基づき前記電源部の寿命管理を行うことを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる画像形成方法は、外部電源より与えられる電力から所定の電源電圧を生成する電源部から電力を供給された画像形成手段により画像形成動作を実行して画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記画像形成手段が実行する動作モードとして前記画像形成動作を含む複数の動作モードを選択的に実行するとともに、該複数の動作モードのそれぞれでは前記電源部に対する負荷状態が互いに異なっており、前記複数の動作モードのそれぞれが実行された時間を当該動作モードに応じた重み付けをして積算し、各動作モードについての積算値の合計に基づいて前記電源部の寿命管理を行うことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、電源部に対する負荷状態の異なる動作モードの間で電源部に対して与えられるダメージの度合いが大きく異なることに鑑み、動作モードごとに異なる重み付けをしながら動作時間を積算し、その積算値に基づいて寿命管理を行う。このため、電源部を構成する各部品の温度検出を行わなくても、電源部の寿命管理を適正に行うことができる。なお、ここでいう「電源部に対する負荷状態」とは、電源部に対し要求する電圧、電流および電力のいずれかの大きさや、電源部が複数の出力を有する場合にはそれらの出力に対し要求する電力の配分の態様など、電源から見た画像形成手段の負荷としての状態を意味している。
【００１０】
また、「各動作モードについての積算値の合計」については、各動作モードごとの実行時間を個別に積算し、それらの積算値のそれぞれに当該動作モードに対応する重み付けをして合計することにより求めてもよく、また、各時刻ごとに、その時点における動作モードに応じた重み付けをしながら時間を積算することにより求めてもよい。
【００１１】
重み付けの大きさについては、それぞれの動作モードにおける電源部に対する負荷の重さに応じて予め定めておくことができる。さらに、例えば、電源部が複数の部品で構成されており、そのうち最も負荷がかかり劣化の進みやすい部品が動作モードごとに異なっているような場合には、各動作モードに対して、最も劣化の進みやすい部品の劣化の度合いに応じた重み付けを与えるようにするのがよい。
【００１２】
また、前記電源部に対する負荷が重い動作モードほど大きな重み付けを与えるようにするのが好ましい。これにより、電源部に対する負荷が重いほど電源部を構成する部品の劣化が早く進むという実態に対応して、電源部の寿命管理を適正に行うことができる。
【００１３】
また、室温または装置内部の温度を検出する温度検出手段をさらに設けて、前記温度検出手段による検出結果に基づいて前記重み付けの大きさを変更するようにするのがより好ましい。同じ動作モードでも温度によって部品の劣化の度合いは異なる。そこで、温度によって重み付けの大きさを変えることによって、電源部の寿命管理をより適正に行うことができる。この場合において、電源部を構成する部品それぞれの温度、あるいは電源部直近の周囲温度を検出する必要はない。というのは、前記したように各部品の温度を正確に検出しても電源部全体の寿命管理という点では必ずしも効果的とは言えず、また本発明では動作モードごとにその負荷状態に応じて重み付けを変えているため、室温など装置の内部温度に相関のある温度検出結果により重み付けの大きさを補正する程度で十分な実用性が得られるからである。
【００１４】
この場合において、前記温度検出手段により検出された温度が高いほど大きな重み付けを与えるのが好ましい。アレニウスの法則としても知られているとおり、温度が高いほど部品の劣化が早くなることに対応するためである。すなわち、温度に対応する重み付けの設定はアレニウスの法則に基づいて行うことができる。
【００１５】
また、前記複数の動作モードとしては、例えば、外部から画像形成指令を与えられたときに実行されて該画像形成指令に対応する画像を形成する前記画像形成動作と、前記画像形成指令を与えられていないときに実行されて外部から前記画像形成指令が与えられるのを待つ待機動作とを備えることができる。画像を形成する時とそうでない時とでは、画像形成手段が消費する電力は大きく異なる。そこで、これらを別の動作モードとしてそれぞれ異なった重み付けを与えて稼働時間を積算することにより、適切な寿命管理が可能となる。
【００１６】
また、前記複数の動作モードとして、例えば、外部から画像形成指令を与えられて該画像形成指令に対応する画像を形成する前記画像形成動作と、前記画像形成指令を与えられていないときに実行されて前記画像形成手段の少なくとも一部の動作を休止させる省電力動作とを備えてもよい。省電力動作時においては画像形成動作時よりも電源部に対する負荷は当然に軽く、電源部に与えるダメージの度合いも異なる。そこで、これらを別の動作モードとしてそれぞれ異なった重み付けを与えて稼働時間を積算することにより、適切な寿命管理が可能となる。
【００１７】
また、それぞれが外部からの画像形成指令に応じて画像を形成する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置においては、前記複数の動作モードとして、前記複数の画像形成ステーションのうち稼動させる画像形成ステーションの数が互いに異なる複数の画像形成動作を備えるようにしてもよい。稼動させる画像形成ステーションの数が異なれば電源部への負荷も異なるから、これらの動作を別の動作モードとして取り扱うことにより、より装置の実態に即した寿命管理が可能となる。
【００１８】
また、前記電源部から電力供給を受け動作するオプションユニットを少なくとも１つ装着可能に構成された画像形成装置においては、前記複数の動作モードの間では、前記オプションユニットの装着状態が互いに異なるようにしてもよい。オプションユニットの装着状態によって、電源部から見た負荷の状態は大きく異なる。そこで、オプションユニットの装着状態が互いに異なった状態での動作を本発明の「複数の動作モード」と考えて本発明を適用することにより、このような場合にも適切に対応して電源部の寿命管理を行うことができる。
【００１９】
さらに、上記のように構成された画像形成装置においては、前記積算値の合計の値が所定の閾値を超えたとき、前記電源部の寿命が尽きたことを使用者に報知する報知手段をさらに備えるようにしてもよい。これにより、部品交換や点検などの必要な措置を早期に使用者に促すことができ、電源部の寿命に起因する装置の異常を回避して、装置の信頼性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラがエンジンコントローラに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラがエンジン部ＥＧなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行させ、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２１】
この実施形態にかかる画像形成装置が有する装置本体３内には、電源回路基板やコントローラ基板などを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７も装置本体３内に配設されている。また、図１において装置本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、装置本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００２２】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２３】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成されるドラム状の感光体２１が設けられている。各感光体２１はそれぞれ専用の駆動モータ（図示省略）に接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時には、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２４】
ラインヘッド２９は、感光体２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向Ｘ）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体２１の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２５】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２６】
現像位置において顕像化されたトナー像は、感光体２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２７】
また、感光体２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。感光体クリーナ２７は感光体の表面に当接することで、一次転写後に感光体２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。こうしてトナー除去された感光体２１表面は、再び帯電ローラ２３１との対向位置に搬送され帯電部２３により帯電されて静電潜像の形成に供される。
【００２８】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２９】
図２は一次転写位置を示す図である。カラーモード実行時は、図２（ａ）に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体２１に押し遣り当接させて、各感光体２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1y、ＴＲ1m、ＴＲ1cおよびＴＲ1kを形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３０】
一方、モノクロモード実行時は、図２（ｂ）に示すように、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1kにおいて転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００３１】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３２】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３３】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３４】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートは装置本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３５】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３６】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３７】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体２１、帯電ローラ２３１、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３８】
また、装置本体３の内部には、温度センサ１１３が設けられている。この温度センサ１１３は、装置内部であって定着ユニット１３および各画像形成ステーション２Ｙ等の発熱の影響を受け難い位置に設けられることが望ましく、さらにはシートを貯留する給紙カセット７７の近傍に設けられることが望ましい。この装置では、温度センサ１１３による温度検出結果に基づいて、画像形成動作や転写、定着処理におけるプロセス条件が制御される。装置内部温度とともに、湿度をさらに検出するように構成されてもよい。
【００３９】
図３はこの画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。ホストコンピュータなどの外部装置から与えられた画像形成指令は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１５を介してメインコントローラ１１０に与えられる。メインコントローラ１１０は、与えられた画像形成指令に含まれる画像データに対し所定の画像処理を行いエンジンコントローラ１００に送信する。
【００４０】
エンジンコントローラ１００には、予め定められた制御プログラムにしたがって所定の処理を行うＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１における処理や装置の寿命管理に必要なデータを保存するためのメモリ１０２が設けられている。このメモリ１０２は装置の電源が切られた状態でもデータを保存しておくことのできる不揮発性メモリであることが望ましく、このような目的のためにはＥＥＰＲＯＭやＦＲＡＭ（強誘電体メモリ）などを好適に用いることができる。また、ＣＰＵ１０１は、エンジン部ＥＧ各部を制御し、各画像形成ステーション２Ｙ等に所定の画像形成動作を実行させる。図３においては、エンジン部ＥＧのうち、画像形成プロセスに直接関わる帯電部２３や現像部２５などの構成を画像形成部３０１、これらを機械的に駆動するモータやクラッチ等をメカ駆動部３０２として包括的に示している。
【００４１】
また、この装置では、上記した装置各部に電力を供給するための電源部ＰＳが設けられている。電源部ＰＳは、外部電源から与えられる交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）から５Ｖ直流電圧を生成してメインコントローラ１１０やエンジンコントローラ１００などの制御回路に供給する５Ｖ電源ブロック５０１と、モータやクラッチなどのメカ駆動部に与える２４Ｖ直流電圧を生成する２４Ｖ電源ブロック５０２と、該２４Ｖ電源ブロック５０２から出力される２４Ｖ直流電圧をインバータやＤＣ−ＤＣコンバータにより交流および直流高電圧に変換して該高電圧を画像形成部３０１に与える高圧電源ブロック５０３とを備えている。また、定着ユニット１３のうち加熱ローラ１３１内に設けられた発熱体に対しては、図示しないサイリスタなどのスイッチング手段を介して外部交流電圧が直接給電される。
【００４２】
また、この装置では、図３に示すように、メインコントローラ１１０により制御される表示パネル１１２を備えている。この表示パネル１１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、メインコントローラ１１０からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００４３】
さらに、この装置は、装置本体３に対して着脱自在に構成されるとともに、装置本体３に装着された状態で当該画像形成装置の機能を拡張するためのオプションユニットＯＰを装着可能に構成されている。より具体的には、オプションユニットＯＰとして、原稿画像を読み取ってその内容に応じた画像データを生成し、本装置のインターフェース１１５を介してメインコントローラ１１０に送信するスキャナユニットＯＰ１と、ファクシミリ（ＦＡＸ）通信回線を通じて送られてくるＦＡＸ画像データを受信し、本装置のインターフェース１１５を介してメインコントローラ１１０に送信するＦＡＸ受信ユニットＯＰ２とをユーザの好みに応じて接続することができる。
【００４４】
スキャナユニットＯＰ１との組み合わせによって、この画像形成装置には複写機としての機能が付加される。また、ＦＡＸ受信ユニットＯＰ２との組み合わせによって、この画像形成装置にはファクシミリ受信機としての機能が付加される。そして、これらのオプションユニットが共に装着されることによって、この画像形成装置はプリンタ、複写機、ファクシミリ受信機の機能を併せ持つ複合機として機能することになる。なお、以下では、これらのオプションユニットを装着せずプリンタとしてのみ機能する場合の本画像形成装置を「ベースプリンタ」と称することとする。
【００４５】
図３に示すように、これらのオプションユニットＯＰ１、ＯＰ２は、画像形成装置本体側の電源部ＰＳから電力を供給されて動作する。これらのオプションユニットＯＰ１、ＯＰ２の消費電力は画像形成装置本体に比べると格段に小さいものの、それぞれに専用の電源を設けようとすると、装置コストを大幅に上昇させてしまう上に、それらの電源自身が消費する分の電力消費量の増大につながる。これに対し、上記のように画像形成装置本体の電源ＰＳから電力を供給すれば、各オプションユニットに個別に電源回路を設ける必要がなくなり、システム全体としての装置コストや消費電力を低減することが可能となる。
【００４６】
次に、この画像形成装置における動作モードについて説明する。この画像形成装置では、外部装置から画像形成指令が与えられたとき、または必要に応じ装着されたオプションユニットＯＰ１またはＯＰ２から画像データが与えられたときには、各画像形成ステーション２Ｙ等が画像形成動作を実行する。この場合において、装置の動作モードとしては、４つの画像形成ステーションを全て動作させてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてモノクロ画像を形成するモノクロモードとが存在する。また、画像形成動作を実行していないときには、新たな画像形成指令等の入力を待ち受けるための待機モードを実行する。さらに、待機モードが所定時間継続したときには、装置の一部の動作を停止して待機中の消費電力を抑制する省電力モードに移行する。
【００４７】
図４は各動作モードの遷移を示す状態遷移図である。装置の電源が投入されると、装置各部の初期化やウォームアップ動作が開始され、画像形成指令の入力を待ち受ける待機モードとなる。このとき、外部からカラー画像を形成すべき旨の画像形成指令が入力されたときには装置はカラーモードに移行する。スキャナユニットＯＰ１が装着されており、当該ユニットに設けられた図示を省略する操作パネルに対しユーザからカラーコピーを行うべき旨の操作入力があった場合にも同様である。一方、与えられた画像形成指令等がモノクロ画像に対応するものであった場合には、装置はモノクロモードに移行する。スキャナユニットＯＰ１が装着された場合においてユーザからモノクロコピー操作入力があったとき、ＦＡＸ受信ユニットＯＰ２が装着された場合においてＦＡＸ通信回線を通じてＦＡＸ画像データが与えられたときも同様である。
【００４８】
そして、与えられた画像形成指令等に対応する画像の形成が終了すると、装置は再び待機モードに戻る。また、新たな画像形成指令等が与えられず待機モードの継続時間が所定時間（例えば１５分）以上となったときには、装置は省電力モードに移行し、待機時の消費電力をさらに低減する。省電力モードにおいても、待機モードと同様に、新たな画像形成指令等が与えられるとその指令の内容に応じてカラーモードおよびモノクロモードのいずれかに移行する。
【００４９】
図５は各動作モードにおける電源ブロックの動作状態を示す図である。装置各部を動作させて画像を形成するカラーモードおよびモノクロモードにおいては、全ての電源ブロック、すなわち５Ｖ電源ブロック５０１、２４Ｖ電源ブロック５０２および高圧電源ブロック５０３がオンとなっている。これに対して、待機モードでは、新たな画像形成指令等の入力を受け付ける制御回路を稼動させるための５Ｖ電源ブロック５０１と、画像形成指令等の入力に応じて遅滞なくメカ駆動部３０２を駆動開始するための２４Ｖ電源ブロック５０２とについてはオンとするが、画像形成部３０１への高圧出力は必要ないため、高圧電源ブロック５０３についてはオフとする。さらに、省電力モードでは、ファーストプリントタイムよりも消費電力の低減を優先するという趣旨から、２４Ｖ電源ブロック５０２についてもオフとする。
【００５０】
このように、各動作モード間では、各電源ブロックのオン／オフ状態が互いに異なっており、しかも各電源ブロックの負荷となる装置各部の動作状態も当然に異なっているため、動作モードごとに消費電力が大きく異なっている。これに起因して、電源部ＰＳの寿命が尽きるまでの時間は、どの動作モードがどれくらいの時間実行されたかによって大きく異なることになる。
【００５１】
図６はこの装置における消費電力量の遷移例を示す図である。まず、オプションユニットを装着しないベースプリンタの場合について説明する。このようなプリンタの一般的な用途を考えると、１日のうちでは概ね、朝に電源が投入されて夕刻に電源が落とされるまで、電源が投入された状態が続くと考えられる。より詳しくは、１日のうちで例えば時刻Ｔ1に装置の電源が投入されると、装置は待機モードに移行する。その後、画像形成指令が与えられるとカラーモードまたはモノクロモード（以下では両モードを総称して「画像形成モード」という）が実行されて待機モードに戻る。また、待機モードが所定時間続けば省電力モードに移行する。このように、電源が投入されている間は、装置の動作モードは画像形成モード、待機モードおよび省電力モードの間で遷移する。そして、ある時刻Ｔ2になると装置の電源が切られ電源オフ状態となる。
【００５２】
この間、装置の消費電力量の積算値は、図６の曲線（ａ）に示すように、装置の電源が投入された時刻Ｔ1から、動作モードに応じてその傾きが変化しながらも次第に増加してゆき、電源が切られる時刻Ｔ2において増加は止まる。また、装置がスキャナユニットＯＰ１を有している場合には、スキャナユニットＯＰ１による消費電力の分だけ曲線の傾きが大きくなる。
【００５３】
一方、ＦＡＸ受信機能を備える、すなわち装置にＦＡＸ受信ユニットＯＰ２が装着されている場合には、夜間にもＦＡＸ受信を可能とするため、電源オフ時でも装置を完全には停止させず少なくともＦＡＸ画像データを受信するための機能については動作させておく必要がある。このため、図６の曲線（ｂ）に示すように、夜間でも電力の消費が継続されている。
【００５４】
このように、動作モードによって、またオプションユニットの装着状態によって消費電力が大きく異なっており、電源部ＰＳから見た負荷の状態も動作モードやオプションユニットの装着状態により大きく変化することになる。そのため、この画像形成装置では、電源部の寿命管理が非常に難しい。すなわち、負荷の状態がほぼ一定である装置では、電源部の寿命は温度と稼働時間とから概算することができるのに対し、このように動作モードごとに負荷の状態が異なる装置に対してはこの手法は適用できない。特に、この実施形態の装置では動作モードによって電源部ＰＳのうち一部の電源ブロックの動作が停止されることもあるので、厳密には各ブロックごとに寿命が異なることになる。しかしながら、装置としては電源部ＰＳ全体の寿命管理が必要であることから、管理はさらに複雑となる。
【００５５】
そこで、この実施形態では、新品時の残存寿命および単位時間ごとの寿命消費量をポイント化し、残存寿命から単位時間ごとに寿命消費量を減算カウントすることによって各時点における残存寿命を算出するとともに、寿命消費量のポイントを装置の動作モードやオプションユニットの装着状態によって異ならせることにより、電源部ＰＳ全体の寿命管理を行うようにしている。つまり、単純に時間を積算して寿命消費量を算出するのではなく、電源部ＰＳへの負荷状態に応じて寿命消費ポイントによる重み付けをしながら積算した動作時間に基づいて電源部の寿命を判断する。こうすることにより、より装置の実態に即した寿命管理を行うことができる。各動作モード間やオプションユニットの装着状態で電力消費の態様は様々であるが、動作モードあるいはオプションユニットの装着状態が固定されればそのときの電力消費の概略は予測可能であることから、このような手法を適用することができる。
【００５６】
なお、この実施形態では、残存寿命の初期値から寿命消費ポイントを順次減算カウントすることで寿命管理を行っているが、寿命消費ポイントを初期値ゼロから順次加算してゆき、その積算値が所定値に達したときに寿命が来たと判断する方法も、技術的には等価である。
【００５７】
図７は動作モードごとの寿命消費ポイントを示す図である。図７に示すように、各動作モードでは、カラーモードに最も大きな寿命消費ポイントが与えられ、次いでモノクロモード、待機モード、省電力モードの順に寿命消費ポイントが小さくなるように設定される。これらの寿命消費ポイントは、各動作モードにおける電力消費の態様に基づいて定められる。例えば、カラーモードおよびモノクロモードでは、大電流を供給する２４Ｖ電源ブロック５０２に対する負荷の状態に基づいて寿命消費ポイントが定められる。すなわち、４つの画像形成ステーションを全て稼動させるカラーモードでは、ブラック画像形成ステーション２Ｋのみを稼動させるモノクロモードよりもポイントが大きい。また、例えば、省電力モードでは５Ｖ電源ブロック５０１のみが動作しているので、このモードにおける寿命消費ポイントは５Ｖ電源ブロック５０１の負荷の状態に応じて定められる。
【００５８】
また、各動作モードに与えられる寿命消費ポイントには、オプションユニットＯＰの装着状態も反映される。すなわち、ベースプリンタにスキャナユニットＯＰ１やＦＡＸ受信ユニットＯＰ２が装着されている場合には、それらによる電力消費を考慮して、ベースプリンタの場合よりも大きな寿命消費ポイントが設定される。なお、実際に画像形成ステーションが稼動するカラーモードやモノクロモードにおいては、電力消費のほとんどが画像形成装置本体によるものであるため、この場合のポイントについてはオプションの装着状態による差はほとんどない。これに対し、待機モードや省電力モードでは、もともとこれら動作モードにおけるベースプリンタの消費電力が低く抑えられていることから、オプションユニットによる消費電力の増加分がより顕著に寿命消費ポイントに反映されることとなる。
【００５９】
図８は寿命消費ポイントの設定例を示すテーブルである。同図において、「モノ」はモノクロモードを表す。上記したように、装置構成が同一である場合、動作モードごとの電源部ＰＳへの負荷の態様に応じて、カラーモード、モノクロモード、待機モード、省電力モードの順に大きなポイントが設定される。また、同じ動作モードでも、スキャナやＦＡＸ受信ユニットを装着しないベースプリンタに比べ、スキャナユニットＯＰ１、さらにＦＡＸ受信ユニットＯＰ２を装着するとそれに応じてポイントが大きくなるように各ポイントが設定されている。
【００６０】
また、アレニウスの法則に示されるとおり、部品の温度が高くなると劣化は急速に進むことになる。これに対応するため、寿命消費ポイントは温度によって異なる値に設定される。すなわち、高温ほどポイントが高く、低温ほどポイントが低く設定される。このポイント設定はアレニウスの法則に基づいて行うことができる。ここでの温度は各部品または電源ブロックについて測定する必要はなく、装置が設置されている場所の室温、またはそれと相関のある装置本体３内の温度で十分である。
【００６１】
周囲温度と、動作モードやオプション装着状態との組み合わせによる各電源ブロックの劣化の状態は予め実験的にまたはシミュレーションにより把握することができる。したがって、その結果に基づいて各寿命消費ポイントを設定しておけば、実働状態においては各部品の温度を求める必要はなくなる。特定の部品のみの温度検出結果を用いることはむしろ適正な寿命管理の妨げとなりうる。室温または機内温度としては、プロセス条件制御のために装置本体３内に設けた温度センサ１１３による検出結果を利用することが可能であり、こうすることで電源部の温度を直接検出するための構成を省くことができる。
【００６２】
図９は電源部の寿命管理のための処理を示すフローチャートである。この処理では、装置の電源が投入されている間、所定周期、例えば１分ごとに機内温度と動作モードとを判定し、その組み合わせに応じて設定された寿命消費ポイントによりその期間における寿命消費量を求める。そして、各期間の寿命消費ポイントを初期値から減算することにより電源部の寿命管理を行う。具体的には、まず内部カウンタに寿命カウントの初期値（例えば１．２×１０８）を設定する（ステップＳ１０１）。そして、装置の稼動中は、１分ごとのタイマ計時をしながら（ステップＳ１０２）、温度センサ１１３により検出される温度情報とそのときの動作モードとを読み込む（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。ここでの「動作モード」にはオプションユニットの装着状態も含んでいる。
【００６３】
こうして得られた温度情報と動作モードとから図８に示すテーブルを参照することにより、当該期間における電源部ＰＳの寿命消費ポイントが求められる（ステップＳ１０５）。この寿命消費ポイントをカウンタに保存された値から減算することにより、その時点での電源部ＰＳの残存寿命が求められ（ステップＳ１０６）、カウンタの値は新たに求められた残存寿命に更新される。続いて、残存寿命率を次式：
（残存寿命率）＝（残存寿命）／（初期寿命）×１００［％］
により算出する（ステップＳ１０７）。
【００６４】
この残存寿命率が１０％以上であれば（ステップＳ１０８）、そのまま内部タイマによる１分間の計時が完了するのを待って（ステップＳ１０９）、上記処理を繰り返す。一方、残存寿命率が１０％を切っているとき、さらに残存寿命率が０％以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。残存寿命率が０％以上１０％未満のとき、電源部ＰＳの寿命が近いことを示す「ニアエンド」メッセージを表示パネル１１２に表示させる（ステップＳ１１１）。また、残存寿命率が０％を下回っていれば、既に設計寿命が尽きていることを示す「エンド」メッセージを表示パネル１１２に表示させる（ステップＳ１１２）。こうすることにより、装置に異常を来たすよりも前に、ユーザに電源部ＰＳの寿命を知らせて交換部品を用意したりサービスマンに点検を依頼するなどの適切な措置を講じさせることができる。
【００６５】
以上のように、この実施形態では、実行される動作モードによって電源部ＰＳへの負荷状態が大きく異なることに鑑み、動作モードごとに単位時間当たりの寿命消費ポイントを定めておき、各動作モードが実行された時間を、当該動作モードに対応する寿命消費ポイントによる重み付けをしながら積算し、その積算値に基づいて電源部ＰＳの寿命管理を行っている。このようにすることで、電源部ＰＳ全体としての寿命管理を適正に、しかも簡単な方法により行うことができる。また、オプションユニットの装着状態によっても寿命消費ポイントを変えているので、装置の使用状況に応じた寿命管理が可能となる。また、こうすることにより、例えばベースプリンタとして使用されていた装置に後からオプションユニットが装着されたり、逆にもともと装着されていたオプションユニットが取り外されたりすることがあっても、寿命管理は適正に行えるという利点もある。
【００６６】
また、温度が高いほど部品の劣化が進み寿命が短縮される、という事実から、寿命消費ポイントを温度によって変えることにより、このような温度による劣化の進み方の違いを寿命管理に反映させることができる。この場合、周囲温度と動作モードとを関連付けて寿命消費ポイントを定めておくことにより、電源部ＰＳまたはその構成部品の温度を直接検出しなくても、周囲温度を検出するのみで、温度の影響を的確に反映させることが可能である。このため、各部品に温度検出手段を取り付けたり、それぞれの温度検出結果に基づく複雑な処理を行うことを要しない。また、特定の部品のみの温度検出結果に基づいて電源部全体の寿命管理を行う場合に起こりうる不適切な寿命判定の問題を回避することができる。
【００６７】
以上説明したように、この実施形態では、複数の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋを含む画像形成ユニット２が本発明の「画像形成手段」として機能している。また、電源部ＰＳが本発明の「電源部」として機能する一方、エンジンコントローラ１００が本発明の「制御手段」として機能している。さらに、この実施形態では、表示パネル１１２および温度センサ１１３がそれぞれ本発明の「報知手段」および「温度検出手段」として機能している。
【００６８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、残存寿命の初期値から寿命消費ポイントを減算してゆくことで残存寿命の判定を行っているが、寿命消費ポイントをゼロから順次積算し、その積算値が所定の閾値に達したときに寿命が尽きたと判定するようにしてもよい。また、上記実施形態のように寿命をポイント化して管理する方法に限定されず、例えば各動作モードの実行時間に、当該動作モードに対応して定められた重み付け係数をそれぞれ乗じてそれらの合計を求め、その値に基づき寿命管理を行うようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、一定時間ごとに、そのときの動作モードに応じた寿命消費ポイントを残存寿命から差し引くことで寿命管理を行っているが、これに代えて、例えば動作モードごとの実行時間を個別にカウントしておき、その時間カウント値のそれぞれに当該動作モードに対応する重み付けをした上でそれらの合計を求め、その合計値に基づいて寿命管理を行うようにしても、同様の効果が得られる。また、このようにした場合には、動作モードごとの時間カウント値を例えば次のように利用することも可能になる。すなわち、動作モードごとに個別に実行時間を積算しておくことによって、装置の使用状況、すなわちどの動作モードでどれぐらいの時間使用されたかに関する情報を収集することができる。そして、このような情報を電源部の設計にフィードバックすることにより、特定の部品に長寿命品を使用することで電源部全体の長寿命化を図ったり、無意味な長寿命品の採用を回避してコストを低減するなど、想定される装置の使用状況に合わせた効率のよい電源部の設計が可能となる。
【００７０】
また、上記実施形態では、各動作モードごとに決まった寿命消費ポイントを与えているが、１つの動作モードから他の動作モードに移行するとき、移行直後の過渡的な時期と、その後の定常的な時期とで電源部に対する負荷の重さが異なることも考えられる。これに対応するため、１つの動作モードに対して与える寿命消費ポイントを、当該動作モードの開始時とその後の継続時とで異ならせるようにしてもよい。
【００７１】
また、装置や電源部の構成によっては電源投入時の突入電流が大きくなる場合もある。このような大きな突入電流は電源部の寿命を短縮させることになるので、例えば１回の電源投入に対して一定の寿命消費ポイントを与えるようにすれば、電源投入に起因する寿命の短縮にも対応することが可能となる。
【００７２】
また、上記実施形態では、カラーモードとモノクロモードとの間で稼動する画像形成ステーションの数が違い電源部への負荷も異なることから、それぞれのモードに対して異なる寿命消費ポイントを与えているが、このような実施態様に限定されない。例えば、モノクロモードにおいても全ての画像形成ステーションを稼動させるように構成された装置においては、電源部の寿命管理の上でカラーモードとモノクロモードとを区別する必要はない。また、本発明は、回転自在の現像ロータリーに複数の現像器を装着しこれらを選択的に感光体との対向位置に位置決めして画像を形成する、いわゆるロータリー型の画像形成装置に対しても適用することが可能であるが、このような装置においては複数の現像器が同時に使用されることはないので、稼動する現像器の数という点ではカラーモードもモノクロモードも同じである。ただし、この場合、稼働時間の長さや現像ロータリーの回転量において２つのモード間で差があるので、これらの差を加味したポイント設定を行うことが効果的である。
【００７３】
さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば画像形成ステーションを１つのみ備えモノクロ画像を形成するたモノクロ画像形成装置のように、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】一次転写位置を示す図。
【図３】この画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】各動作モードの遷移を示す状態遷移図。
【図５】各動作モードにおける電源ブロックの動作状態を示す図。
【図６】この装置における消費電力量の遷移例を示す図。
【図７】動作モードごとの寿命消費ポイントを示す図。
【図８】寿命消費ポイントの設定例を示すテーブル。
【図９】電源部の寿命管理のための処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
２…画像形成ユニット（画像形成手段）、  ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…画像形成ステーション、  ２１…感光体、  ８１…転写ベルト、  １００…エンジンコントローラ（制御手段）、  １１２…表示パネル（報知手段）、  １１３…温度センサ（温度検出手段）、  ＯＰ１…スキャナユニット（オプションユニット）、  ＯＰ２…ＦＡＸ受信ユニット（オプションユニット）、  ＰＳ…電源部
【図１】
2008225047.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】
2008225047.tif 000009
【図８】
2008225047.tif 000010
【図９】
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