(57)【要約】【課題】キャパシタの寿命を精度良く判定する。【解決手段】電力量特定部１０１は、充電回路２２から充電開始通知信号を受信してから満充電通知信号を受信するまでの時間を充電時間として計時し、計時した充電時間から１回の充電に要した電力量を特定する。寿命判定部１０３は、特定した電力量から１充電あたりのカウント値を特定し、特定した１充電あたりのカウント値でカウント累計値を更新する。ここで、１充電あたりのカウント値は１回の充電に要した電力量が大きいほど大きな値が採用されている。寿命判定部１０３は、カウント累計値が寿命カウント値以上の場合、キャパシタ２４は寿命であると判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタと、
前記キャパシタから放電される電力により定着ローラを加熱する第１の加熱装置と商用電源からの電力により前記定着ローラを加熱する第２の加熱装置とを備える定着装置と、
前記キャパシタを充電する充電手段と、
前記キャパシタの１回の充電に要する電力量を特定する電力量特定手段と、
前記充電手段による前記キャパシタの充電回数をカウントする計数手段と、
前記計数手段によりカウントされたカウント値を基に、前記キャパシタの寿命を判定する寿命判定手段とを備え、
前記計数手段は、前記電力量特定手段により特定された電力量が大きいほど、１回の充電に対するカウント値を大きく設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記１回の充電に対するカウント値は、前記電力量特定手段により特定された電力量の値域に応じて予め定められた数値が割り当てられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電力量特定手段は、前記充電手段が前記キャパシタに充電を開始してから、前記キャパシタが満充電状態になるまでの充電時間を計時し、計時した充電時間を用いて、１回の充電に要する電力量を特定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電力量特定手段は、充電開始時から満充電状態になるまでの前記キャパシタの電圧の変化量を用いて、１回の充電に要する電力量を特定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記寿命判定手段により、前記キャパシタが寿命であると判定された場合、そのことを報知する報知手段を更に備える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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタを補助電源として用いて定着ローラを加熱する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、定着装置に２つのヒータを設け、一方のヒータを商用電源からの電力で加熱し、他方のヒータをキャパシタに蓄えられた電力により加熱することで、定着ローラの温度を速やかに所定の定着温度にまで上昇することができる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、キャパシタが劣化すると、定着ローラの温度を速やかに上昇させることができなくなる。
【０００３】
そこで、特許文献１には、定着装置が備える２つのヒータのうち、一方のヒータに電力を供給するキャパシタの充電回数を検出し、検出した充電回数からキャパシタの寿命を判定する画像形成装置が開示されている。
【０００４】
ところで、キャパシタは、充電するに際して、供給される電力量が多いほど、劣化の程度が増大するという特性を有している。
【特許文献１】特開２００４−２８６８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の手法では、キャパシタに与える電力量を全く考慮することなく、充電する毎に一律に充電回数が１回としてカウントされているため、充電回数がキャパシタの劣化を正確に示しておらず、キャパシタの寿命を精度良く判定することができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、キャパシタの寿命を精度良く判定することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による画像形成装置は、キャパシタと、前記キャパシタから放電される電力により定着ローラを加熱する第１の加熱装置と商用電源からの電力により前記定着ローラを加熱する第２の加熱装置とを備える定着装置と、前記キャパシタを充電する充電手段と、前記キャパシタの１回の充電に要する電力量を特定する電力量特定手段と、前記充電手段による前記キャパシタの充電回数をカウントする計数手段と、前記計数手段によりカウントされたカウント値を基に、前記キャパシタの寿命を判定する寿命判定手段とを備え、前記計数手段は、前記電力量特定手段により特定された電力量が大きいほど、１回の充電に対するカウント値を大きく設定することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、キャパシタの１回の充電に要する電力量が大きいほど、１回の充電に対するカウント値が大きく設定されて充電回数がカウントされている。そのため、充電を行うに際し、供給される電力量が大きいほど、劣化が大きくなるというキャパシタの特性を加味して、充電回数がカウントされることとなり、キャパシタの寿命を精度良く判定することができる。
【０００９】
また、前記１回の充電に対するカウント値は、前記電力量特定手段により特定された電力量の値域に応じて予め定められた数値が割り当てられていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、１回の充電のカウント値が電力量の値域に応じて予め定められた数値が割り当てられているため、処理の簡便化を図ることができる。
【００１１】
また、前記電力量特定手段は、前記充電手段が前記キャパシタに充電を開始してから、前記キャパシタが満充電状態になるまでの充電時間を計時し、計時した充電時間を基に、１回の充電に要する電力量を特定することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、充電時間を基に、電力量が特定されているため、別途電力計等を設けなくとも、簡便な構成で、キャパシタに供給される電力量を特定することができる。
【００１３】
また、前記電力量特定手段は、充電開始時から充電終了状態になるまでの前記キャパシタの電圧の変化量を用いて、１回の充電に要する電力量を特定することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、電圧の変化量を用いて電力量が特定されているため、簡便な構成で、キャパシタに供給される電力量を特定することができる。
【００１５】
また、前記寿命判定手段により、前記キャパシタが寿命であると判定された場合、そのことを報知する報知手段を更に備えることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、キャパシタが寿命に到達した場合、そのことが報知されるため、ユーザは速やかにキャパシタの寿命を認識することができ、その後の対策を速やかに講じることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、１回の充電に要する電力量が大きいほど、劣化が大きくなるというキャパシタの特性を加味して、充電回数がカウントされるため、キャパシタの寿命を精度良く判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による画像形成装置の機械的構成を主に示す側面概略図である。本実施の形態による画像形成装置は、本体部２００と、本体部２００の左側に配設された用紙後処理部３００と、ユーザが種々の操作指令等を入力するための操作部４００と、本体部２００の上部に配設された原稿読取部５００と、原稿読取部５００の上方に配設された原稿給送部６００とから構成される。
【００１９】
操作部４００は、表示パネル４０１、スタートキー４０２及びテンキー４０３等を備える。表示パネル４０１は、タッチパネルから構成され、種々の操作画像を表示する。スタートキー４０２は、ユーザがコピーを開始する操作指令を入力するために用いられ、テンキー４０３は、印刷部数等を入力するために用いられる。
【００２０】
原稿給送部６００は、原稿載置部６０１、原稿排出部６０２、給紙ローラ６０３、原稿搬送部６０４、及びコンタクトガラス６０５等を備え、原稿読取部５００は、イメージセンサ５０１等を備える。給紙ローラ６０３は、原稿載置部６０１にセットされた原稿を繰り出し、原稿搬送部６０４は、繰り出される原稿を１枚ずつ順にイメージセンサ５０１上に搬送する。
【００２１】
イメージセンサ５０１は搬送される原稿を順次読取り、読取られた原稿は原稿排出部６０２に排出される。また、イメージセンサ５０１は、コンタクトガラス６０５に載置された原稿を読取る場合は、Ａ方向にスライドして原稿を読取る。
【００２２】
本体部２００は、複数の給紙カセット２０１、複数の給紙ローラ２０２、転写ローラ２０３、感光体ドラム２０４、露光装置２０５、現像装置２０６、定着ローラ２０８、排出口２０９、排出トレイ２１０、及び記録紙搬送部２１１等を備える。
【００２３】
感光体ドラム２０４は、矢印方向に回転しながら帯電装置（図示省略）によって一様に帯電される。露光装置２０５は、原稿読取部５００において読取られた原稿の画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム２０４に静電潜像を形成する。現像装置２０６は、現像剤を感光体ドラム２０４に供給してトナー像を形成する。
【００２４】
一方、給紙ローラ２０２は、記録紙が収納された給紙カセット２０１から記録紙を引き出し、記録紙搬送部２１１は、引き出された記録紙を転写ローラ２０３へと搬送する。転写ローラ２０３は、搬送された記録紙に感光体ドラム２０４上のトナー像を転写させる。トナー像が転写された記録紙は、記録紙搬送部２１１により定着ローラ２０８へと搬送され、定着ローラ２０８は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、記録紙搬送部２１１により排出口２０９へと搬送され用紙後処理部３００に搬入される。また、記録紙は、必要に応じて排出トレイ２１０へも排出される。
【００２５】
用紙後処理部３００は、搬入口３０１、記録紙搬送部３０２、搬出口３０３及びスタックトレイ３０４等を備える。記録紙搬送部３０２は、排出口２０９から搬入口３０１に搬入された記録紙を順次搬送し、最終的に搬出口３０３からスタックトレイ３０４へ記録紙を排出する。スタックトレイ３０４は、搬出口３０３から搬出された記録紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。
【００２６】
図２は、本実施の形態による画像形成装置のブロック図を示している。本実施の形態による画像形成装置は、制御部１０、加熱制御部２０、定着装置３０、操作表示部４０、スキャナ部５０、及び印刷部６０を備えている。
【００２７】
制御部１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び専用のハードウェア回路から構成され、画像形成装置の全体を制御し、電力量特定部１０１、充電回数カウント部１０２、及び寿命判定部１０３を備える。加熱制御部２０は、整流回路２１、充電回路２２、ＡＣヒータ駆動回路２３、電気二重層キャパシタ２４、スイッチ２５、放電回路２６、及び電流測定部２７を備える。
【００２８】
整流回路２１は、例えばダイオードブリッジ回路及び平滑コンデンサを備え、商用電源７０の電源端子Ｔ１と電源端子Ｔ２との間に接続され、商用電源７０から供給される交流電圧を全波整流し、全波整流した交流電圧を平滑化して直流電圧を生成し、充電回路２２に出力する。
【００２９】
充電回路２２は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、整流回路２１から出力される直流電圧を、電気二重層キャパシタ２４の充電に適したレベルの直流電圧に昇圧又は降圧し、電気二重層キャパシタ２４を充電する。また、充電回路２２は、電気二重層キャパシタ２４の端子間電圧を測定し、測定した端子間電圧が、電気二重層キャパシタ２４の残容量が満杯であることを示す所定の満電圧値に到達したとき、電気二重層キャパシタ２４は満充電状態にある判定として、制御部１０に満充電通知信号を出力する。更に、充電回路２２は、電流測定部２７から出力される電流測定値が０になったとき、電気二重層キャパシタ２４の放電が終了したと判定し、電気二重層キャパシタ２４への充電を開始すると共に、制御部１０に充電開始通知信号を出力する。
【００３０】
更に、充電回路２２は、電気二重層キャパシタ２４が満充電状態にあると判定したとき、整流回路２１からの直流電圧の電気二重層キャパシタ２４への供給を遮断し、電気二重層キャパシタ２４を過充電から保護する。ＡＣヒータ駆動回路２３は、例えばＡＣ／ＡＣコンバータから構成され、電源端子Ｔ１，Ｔ２間に接続され、商用電源７０からの交流電圧を、ヒータ３２（第２の加熱装置）の駆動に適したレベルの交流電圧に変換して、ヒータ３２に出力し、ヒータ３２を加熱する。
【００３１】
電気二重層キャパシタ２４は、充電回路２２から出力される直流電圧によって充電され、充電した電圧をヒータ３１（第１の加熱装置）に出力し、ヒータ３１を加熱する。ここで、電気二重層キャパシタ２４は、１回の充電において、供給される電力量が大きいほど、劣化の程度が大きくなるという特性を有している。すなわち、電気二重層キャパシタ２４は、１回の充電において、充電開始時の残容量が少ないほど、満充電にするまでに供給される電力量が大きくなるため、劣化の程度が大きくなるという特性を有している。
【００３２】
スイッチ２５は、トランジスタから構成され、制御部１０の制御の下、ヒータ３１及び放電回路２６間を電気的に接続したり、電気的に切断したりする。なお、トランジスタとしては、バイポーラトランジスタ、及び電界効果型トランジスタのいずれを採用してもよい。
【００３３】
放電回路２６は、例えば定電圧回路から構成され、キャパシタから出力される放電電圧からヒータ３１の駆動に適したレベルの定電圧を生成し、ヒータ３１に出力する。
【００３４】
電流測定部２７は、電気二重層キャパシタ２４及び放電回路２６間に接続され、一定のサンプリング間隔で電気二重層キャパシタ２４の放電電流を測定して、放電電流の大きさに応じたレベルの電圧値を有する電流測定値を充電回路２２に出力する。
【００３５】
電力量特定部１０１は、充電回路２２から充電開始通知信号を受信してから、満充電通知信号を受信するまでの時間を充電時間として計時し、計時した充電時間に対して予め定められた電力量を、電気二重層キャパシタ２４の１回の充電に要した電力量として特定する。
【００３６】
充電回数カウント部１０２は、電力量特定部１０１により特定された１回の充電に要した電力量に対して予め定められた１回の充電に対するカウント値（１充電あたりのカウント値）を特定し、特定した１充電あたりのカウント値を、現在までカウントした充電回数のカウント値（カウント累計値）に加算し、カウント累計値を更新する。
【００３７】
寿命判定部１０３は、充電回数カウント部１０２によりカウントされたカウント累計値が電気二重層キャパシタ２４の寿命を示す所定の寿命カウント値以上となったとき、電気二重層キャパシタ２４が寿命であると判定する。なお、寿命判定部１０３が、電気二重層キャパシタ２４が寿命に到達したと判定した場合、制御部１０は、スイッチ２５をオフさせ、電気二重層キャパシタ２４からヒータ３１への電力供給を遮断し、操作表示部４０に電気二重層キャパシタ２４が寿命に到達したことを示す情報を表示させる。
【００３８】
定着装置３０は、ヒータ３１，３２を備えている。ヒータ３１は、定着ローラ２０８の内部に配設され、電気二重層キャパシタ２４から出力される電圧によって発熱し、定着ローラ２０８を加熱する。
【００３９】
ヒータ３２は、定着ローラ２０８の内部に配設され、ＡＣヒータ駆動回路２３から出力される交流電圧によって発熱し、定着ローラ２０８を加熱する。操作表示部４０は、図１に示す操作部４００から構成され、寿命判定部１０３によって電気二重層キャパシタ２４が寿命に到達したと判定された場合、寿命に到達したことを示す情報を表示する。
【００４０】
スキャナ部５０は、図１に示す原稿読取部５００から構成され、原稿の画像データを取得する。印刷部６０は、図１に示す転写ローラ２０３、感光体ドラム２０４、露光装置２０５、及び現像装置２０６から構成され、スキャナ部５０により取得された原稿の画像データを記録紙に印刷する。
【００４１】
なお、本実施の形態では、充電回路２２が充電手段の一例に相当し、電力量特定部１０１が電力量特定手段の一例に相当し、充電回数カウント部１０２が計数手段の一例に相当し、寿命判定部１０３が寿命判定手段の一例に相当する。
【００４２】
次に、加熱制御部２０を中心とする本実施の形態による画像形成装置の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、充電回路２２は、電流測定部２７から出力される電流測定値が０になったとき、電気二重層キャパシタ２４の放電が終了したと判定し、電気二重層キャパシタ２４に整流回路２１からの直流電圧を供給し、電気二重層キャパシタ２４の充電を開始する（ステップＳ１）。このとき、充電回路２２は、制御部１０に対して充電開始通知信号を出力し、電力量特定部１０１は、充電時間の計時を開始する。
【００４３】
次に、充電回路２２は、電気二重層キャパシタ２４の端子間電圧が、満電圧値に到達したとき、電気二重層キャパシタ２４は満充電に到達したと判定して、充電を終了する（ステップＳ２）。このとき、充電回路２２は、満充電通知信号を制御部１０に出力する。
【００４４】
次に、電力量特定部１０１は、満充電通知信号を受信したとき、満充電時間の計時を終了し、充電開始通知信号を受信してから満充電通知信号を受信するまでの時間を充電時間とする（ステップＳ３）。
【００４５】
次に、電力量特定部１０１は、特定した充電時間から、充電時間と電力量との関係を予め記憶するルックアップテーブルを参照して、１回の充電に要した電力量を特定する（ステップＳ４）。なお、ルックアップテーブルは、実験によって作成されたものである。なお、電力量特定部１０１は、ルックアップテーブルに代えて、充電時間と電力量との関係を予め示す関数に、充電時間を代入することで、電力量を特定してもよい。この関数も、実験により予め算出されたものである。
【００４６】
なお、本実施の形態における電気二重層キャパシタ２４は、充電時間と電力量とがほぼ一定の割合（例えば１秒あたり６００Ｗ）で増大する特性を有し、残容量が０の状態から満充電状態にするには、例えば９０秒を要する。従って、電気二重層キャパシタ２４の残容量が０の状態から満充電状態にするには、６００（Ｗ）×９０（ｓ）＝５４００Ｊの電力量が必要となる。そのため、本実施の形態において１回の充電に要する最大電力量は５４００Ｊとなる。
【００４７】
次に、充電回数カウント部１０２は、電力量と１充電あたりのカウント値との関係を示すカウント値特定テーブルを参照して、ステップＳ４で特定された電力量から１充電あたりのカウント値を設定する（ステップＳ５）。図４は、電力量と１充電あたりのカウント値との関係を示すカウント値特定テーブルを示した図である。
【００４８】
カウント値特定テーブルは、電力量とカウント値との欄を備えている。なお、残容量の欄は、説明の便宜上記載したものであり、実際にはカウント値特定テーブルには含まれていない。充電回数カウント部１０２は、ステップＳ４で特定された電力量が０の場合は、１充電あたりのカウント値を０に設定し、電力量が０より大きく最大電力量の１／４以下の場合は、１充電あたりのカウント値を０．２５に設定し、電力量が最大電力量の１／４より大きく、最大電力量の１／２以下の場合は、１充電あたりのカウント値を０．５に設定し、電力量が最大電力量の１／２より大きく、最大電力量の３／４以下の場合は、１充電あたりのカウント値を０．７５に設定し、電力量が最大電力量の３／４より大きく最大電力量以下の場合は、１充電あたりのカウント値を１に設定する。
【００４９】
すなわち、充電回数カウント部１０２は、１回の充電に要する電力量が大きくなるにつれて、１充電あたりのカウント値が大きくなるように、段階的に１充電あたりのカウント値を設定する。詳細には、充電回数カウント部１０２は、電力量特定部１０１により特定された１回の充電に要した電力量が、０であるか、あるいは予め定められた４つの値域のうち、どの値域に属するかを判定して１充電あたりのカウント値特定している。
【００５０】
次に、充電回数カウント部１０２は、ステップＳ５で設定した１充電あたりのカウント値を、カウント累計値に加算して、カウント累計値を更新する（ステップＳ６）。次に、寿命判定部１０３は、カウント累計値が、電気二重層キャパシタ２４の寿命を示す寿命カウント値以上であるか否かを判定し（ステップＳ７）、カウント累計値が寿命カウント値以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達したと判定する（ステップＳ８）。
【００５１】
次に、寿命判定部１０３は、電気二重層キャパシタ２４が寿命であることを示す情報を操作表示部４０に表示させ、電気二重層キャパシタ２４が寿命に到達したことをユーザに報知する（ステップＳ１０）。この場合、操作表示部４０は、例えば「電気二重層キャパシタが寿命です。」というような文言を表示する。なお、操作表示部４０は、電気二重層キャパシタのマークを赤色で点灯表示することで、電気二重層キャパシタ２４の寿命をユーザに報知してもよい。
【００５２】
一方、寿命判定部１０３は、カウント累計値が寿命カウント値より小さい場合（ステップＳ７でＮＯ）、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達してないと判定する（ステップＳ９）。
【００５３】
以上説明したように、本画像形成装置によれば、充電回数カウント部１０２は、電力量特定部１０１により特定された１回の充電に要した電力量が、予め定められた複数の値域のうち、どの値域に属するかを判定し、属する値域に対して予め定められた１充電あたりのカウント値を用いてカウント累積値を更新している。そのため、カウント累計値は、供給される電力量に応じて劣化の程度が大きくなるという電気二重層キャパシタ２４の特性が加味された値となる。従って、寿命判定部１０３は、電気二重層キャパシタ２４の寿命を精度良く判定することができる。
【００５４】
また、１充電あたりのカウント値は、１回の充電に要した電力量に応じて段階的に定められているため、処理の簡便化を図ることができることに加えて、電気二重層キャパシタ２４の劣化により、最大電力量が初期の値に対して多少の誤差が生じた場合であってもその誤差が吸収されるように１充電あたりのカウント値が特定され、電気二重層キャパシタ２４の寿命の判定精度を高めることができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態では、１充電あたりのカウント値として、小数を採用したが、これに限定されず、整数を採用してもよい。また、上記実施の形態では、電力量特定部１０１は、充電時間から１回の充電に要する電力量を特定したがこれに限定されず、充電開始時の電気二重層キャパシタ２４の端子間電圧と、充電終了時の電気二重層キャパシタ２４の端子間電圧との電圧差から、電圧差と充電に要する電力量との関係を示す予め定められた関数、又はルックアップテーブルを参照し、１回の充電に要した電力量を特定してもよい。更に、充電回数カウント部１０２は、電力量が０であるか又は４つの値域のうちいずれに属するかによって１充電あたりのカウント値を定めたがこれに限定されず、値域の数を５つ以上にしてもよし、３つ以下にしてもよい。なお、上記実施の形態では、キャパシタとして電気二重層キャパシタ２４を用いたがこれに限定されず、他のキャパシタを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態による画像形成装置の機械的構成を主に示す側面概略図である。
【図２】本実施の形態による画像形成装置のブロック図を示している。
【図３】本実施の形態による画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】電力量と１充電あたりのカウント値との関係を示すカウント値特定テーブルを示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  制御部
２０  加熱制御部
２１  整流回路
２２  充電回路
２３  ＡＣヒータ駆動回路
２４  電気二重層キャパシタ
２５  スイッチ
２６  放電回路
２７  電流測定部
３０  定着装置
３１，３２  ヒータ
４０  操作表示部
５０  スキャナ部
６０  印刷部
７０  商用電源
１０１  電力量特定部
１０２  充電回数カウント部
１０３  寿命判定部
【図１】
2008033118.tif 000003
【図２】
2008033118.tif 000004
【図３】
2008033118.tif 000005
【図４】
2008033118.tif 000006