(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を受電し直流電力に変換して、負荷回路に給電する変換器と、
前記変換器からの直流電力の一部を分岐して蓄電する一方、蓄電した直流電力を前記負荷回路に給電する蓄電手段と、
前記負荷回路が消費する電流量が、前記変換器の変換効率が所定値以上となる電流量の範囲より低い場合は、前記変換器が前記負荷回路へ出力する電流量と、前記変換器が前記蓄電手段へ出力する電流量との合計が前記範囲内になるように、前記蓄電手段へ出力する電流量を調整し、
前記負荷回路が消費する電流量が、前記範囲を超える場合は、前記変換器が出力する電流量が前記範囲内となるように、前記蓄電手段から前記負荷回路への給電量を調整する調整手段と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、画像形成装置の消費電力を削減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題が深刻化するにつれて省エネルギー技術の開発がますます強く求められている。画像形成装置においても、２次電池を用いた省電力技術が盛んに検討されている。
例えば、定着装置をウォームアップし、記録シートにトナー像を溶融、定着する際に大電力が消費されることに着目して、２次電池から電力を供給することによって省電力を図る技術が開示されている（特許文献１、２を参照）。
【０００３】
また、画像形成装置が待機時や省電力モード時にある期間は、単位時間当たりの消費電力は小さいものの、起動や画像形成を行う期間と比べて著しく長く、消費電力量が少なくない。このことに着目して、待機時や省電力モード時に２次電池から電力を供給することによって省電力を図る技術も開示されている（特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４５７４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４５５４号公報
【特許文献３】特開平７−１９９７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、地球温暖化等の環境問題は悪化の一途を辿っており、単に２次電池を用いるだけでなく、更なる省電力化を図ることが急務となっている。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、効率良く２次電池を充放電することによって省電力化を図った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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、交流電力を受電し直流電力に変換して、負荷回路に給電する変換器と、前記変換器からの直流電力の一部を分岐して蓄電する一方、蓄電した直流電力を前記負荷回路に給電する蓄電手段と、前記負荷回路が消費する電流量が、前記変換器の変換効率が所定値以上となる電流量の範囲より低い場合は、前記変換器が前記負荷回路へ出力する電流量と、前記変換器が前記蓄電手段へ出力する電流量との合計が前記範囲内になるように、前記蓄電手段へ出力する電流量を調整し、前記負荷回路が消費する電流量が、前記範囲を超える場合は、前記変換器が出力する電流量が前記範囲内となるように、前記蓄電手段から前記負荷回路への給電量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このようにすれば、負荷回路が消費する電流量と蓄電手段を蓄電する電流量との合計が、変換器の変換効率が前記範囲内となる電流量になるように、前記蓄電手段から前記負荷回路への給電量を調整するので、変換器の変換効率を高めて、省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
先ず、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の外観図である。図１に示されるように、画像形成装置１は画像読取部１０１、画像形成部１０２、ペーパーフィーダ１０３、フィニッシャ１０４及びマルチトレイ１０５を備えている。
【００１０】
画像読取部１０１は自動原稿搬送装置にて原稿を自動的に搬送して、読み取り、画像データを生成する。
画像形成部１０２は、画像読取部１０１が生成した画像データに基づいて、ペーパーフィーダ１０３が供給する記録紙に画像を形成する。画像形成部１０２が画像を形成した記録紙はフィニッシャ１０４又はマルチトレイ１０５に排出される。
【００１１】
なお、図示しないが、画像形成部１０２は電源装置を内蔵しており、画像読取部１０１、ペーパーフィーダ１０３、フィニッシャ１０４及びマルチトレイ１０５に電力を供給する。
［２］  画像形成装置の機能構成
次に、画像形成装置１の主要な機能構成について説明する。
【００１２】
図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。図２に示されるように、画像形成装置１は、安定化電源２００、蓄電ユニット２１０、低圧負荷２１１及び高圧負荷２１２を備えている。
画像形成装置１は、商用電源２２０から電源ケーブル２１５、インレット２１４及びメインスイッチ２１３を介し、交流電力を安定化電源２００にて受電する。
【００１３】
安定化電源２００は、ＡＤ変換器２０１、電流検出器２０２及び駆動回路２０３を備えている。ＡＤ変換器２０１は所謂スイッチングレギュレータであって、受電した交流電力を直流電力に変換し、電流検出部２０２を介して低圧負荷２１１に直流電力を供給する。
低圧負荷２１１は画像形成装置１の動作を統括する制御コントローラ部や画像プロセスを実行するプリンタエンジン部といった、低電圧で動作する回路や駆動源を含む。例えば、制御コントローラ部は３．３Ｖで駆動され、プリンタエンジン部は５Ｖや２４Ｖで駆動される。
【００１４】
蓄電ユニット２１０は、電流検出部２０２が検出する電流量に応じて、ＡＤ変換器２０１から直流電力の供給を受けて充電したり、蓄電ユニット２１０は低電圧負荷２２０に直流電力を放電したりする。
駆動回路２０４は高圧負荷２１２に交流電力を供給する。高圧負荷２１２は、例えば、定着器であって、ハロゲンヒータを用いてトナーを加熱、溶融し、記録紙に圧着する。高圧負荷２１２は、例えば、１００Ｖで駆動される。
【００１５】
［３］  電流検出部２０２と蓄電ユニット２１０の構成
次に、電流検出部２０２と蓄電ユニット２１０の構成について説明する。
図３は、電流検出部２０２と蓄電ユニット２１０の構成を示す図である。
図３に示されるように、電流検出部２０２は抵抗素子３１０、比較器３１１〜３１３及び基準電圧源Ｖref1、Ｖref2を備えている。ＡＤ変換器２０１が低圧負荷２１１に直流電力を供給すると、抵抗素子３１０に電流が流れ、当該電流量に応じた電位差が抵抗素子３１０の両端間に生じる。
【００１６】
比較器３１１は当該電位差を検出し、比較器３１２の反転入力端子と、比較器３１３の非反転入力端子にそれぞれ入力する。比較器３１２は参照電圧Ｖref1から前記電位差を差し引いた電圧を蓄電ユニット２１０へ出力する。同様に、比較器３１３は前記電位差から参照電圧Ｖref2を差し引いた電圧をを蓄電ユニット２１０へ出力する。
蓄電ユニット２１０は継電器３０１、３０５、充電電流調整部３０２、蓄電池３０３、放電電流調整部３０４及びトランジスタ３０６、３０７を備えている。
【００１７】
トランジスタ３０６は比較器３１２の出力電圧に応じて継電器３０１をオンオフする。また、充電電流調整部３０２は比較器３１２の出力電圧に応じて蓄電池３０３に入力される電流量を調整する。これによって、ＡＤ変換器２０１が低圧負荷２１１に給電する電流量が小さい場合には、その電流量に応じた電流が蓄電池３０３に入力されるので、ＡＤ変換器２０１の出力が所定範囲内に調整される。
【００１８】
トランジスタ３０７は比較器３１３の出力電圧に応じて継電器３０５をオンオフする。また、放電電流調整部３０４は比較器３１３の出力電圧に応じて蓄電池３０３が出力する電流量を調整する。これによって、ＡＤ変換器２０１が低圧負荷２１１に給電する電流量が大きい場合には、蓄電池３０３からも低圧負荷２１１に給電するので、ＡＤ変換器２０１の出力が所定範囲内に調整される。
【００１９】
［４］  蓄電ユニット２１０の動作
次に、蓄電ユニット２１０の動作について説明する。
図４は、ＡＤ変換器２０１が出力する電流量とＡＤ変換の効率との関係を示すグラフである。図４に示されるように、ＡＤ変換器２０１の変換効率は出力電流量が０Ａから増大するに従って向上し、最適効率を過ぎると、低下する。
【００２０】
本実施の形態においては、ＡＤ変換器２０１が出力する電流量が約６ＡのときにＡＤ変換効率が最も高くなり、約８５％となる。また、出力電流量が４．４Ａ（Ｉlow）以上で９．２Ａ（Ｉhigh）以下の範囲内にあるときにはＡＤ変換効率が８０％以上となる。
図５は、低圧負荷２１１が消費する電流量とＡＤ変換器２０１の出力電流量、蓄電ユニット２１０が充放電する電流量の関係を示すグラフである。図５に示されるように、低圧負荷２１１が消費する電流量がＩlowを下回る場合には、ＡＤ変換器２０１の出力電流量がＩlowに等しくなるように、蓄電ユニット２１０に蓄電電流が入力される。
【００２１】
また、低圧負荷２１１の消費電流量がＩlowからＩhighまでの範囲内にある場合には、蓄電ユニット２１０の充放電は行わず、ＡＤ変換器２０１のみから低圧負荷２１１に給電する。
更に、低圧負荷２１１の消費電流量がＩhighを超える場合には、ＡＤ変換器２０１の出力電力量がＩhighに等しくなるように、蓄電ユニット２１０からも低圧負荷２１１に給電する。
【００２２】
低圧負荷２１１が、例えば、コピー時やプリント時など画像形成を行う際に６Ａ以上の電流を消費し、待機時には２Ａ程度、省エネモードでは１Ａ程度の電流を消費するとしても、上記のようにすれば、ＡＤ変換器２０１の変換効率を常に８０％以上に維持することができるので、画像形成装置１の消費電力を節約することができる。
［５］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００２３】
（１）  上記実施の形態においては、ＡＤ変換器２０１の変換効率を８０％以上に維持する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、８０％以外の値を基準にしても良い。
（２）  上記実施の形態においては特に言及しなかったが、蓄電ユニット２０１が備える蓄電池の数は１つに限られず、複数の蓄電池を並列に接続しても良いし、使用する蓄電池を切り替えても良い。
【００２４】
蓄電池にはニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池、リチウムイオン電池、電気２重層コンデンサを用いれば良い。
ニッケル水素電池の定格容量には数百ｍＡｈから１万ｍＡｈまであり、寿命をあまり短縮させることなく安全に充電できる充電電流が１クーロン以下であるものが一般的である。この１クーロン以下とは、例えば、定格容量が１０００ｍＡｈならば充電電流が１Ａ以下であることをいう。
【００２５】
（３）  上記実施の形態においては特に言及しなかったが、低圧負荷２１１のうち、制御コントローラ部はＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリ、ハードディスク、認証装置、ＦＡＸコントローラ、標準プリンタコントローラ、オプションプリンタコントローラ、画像処理コントローラ、スキャナコントローラ、操作パネルコントローラ等を含んでいても良い。
【００２６】
また、プリンタエンジン部はメカコントローラ回路や駆動部品（モータ、ソレノイド、電磁クラッチ等）、各種センサ、画像プロセス部品、オプション装置（自動原稿読取装置、課金装置、排出紙仕分け装置等）等を含んでいても良い。
（４）  上記実施の形態においては、低圧負荷２１１の消費電流量に比例して蓄電ユニットが充放電する電流量を変化させる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、ＡＤ変換器２０１の変換効率が所望の値以上となりさえすれば、蓄電ユニットの充放電量が他の値をとっても良い。
【００２７】
例えば、蓄電ユニットは充電、放電の何れにおいても、それぞれ一定の電流量で充放電を行っても良い。すなわち、低圧負荷２１１が消費する電流量ＩconsumeがＩlowを下回る場合には、蓄電ユニットの充電電流Ｉchargeが式
Ｉlow ≦ Ｉcharge ＋ Ｉconsume ≦ Ｉhigh
を満たせば良い。また、低圧負荷２１１の消費電流量がＩhighを超える場合には、蓄電ユニットの放電電流Ｉdischargeが式
Ｉlow ≦ Ｉcharge − Ｉconsume ≦ Ｉhigh
を満たせば良い。このようにすれば、蓄電ユニットの充放電電流がそれぞれ一定量であっても、本発明の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る本発明は、画像形成装置の消費電力を削減する技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の外観図である。
【図２】画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図３】電流検出部２０２と蓄電ユニット２１０の構成を示す図である。
【図４】ＡＤ変換器２０１が出力する電流量とＡＤ変換の効率との関係を示すグラフである。
【図５】低圧負荷２１１が消費する電流量とＡＤ変換器２０１の出力電流量、蓄電ユニット２１０が充放電する電流量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１……………………画像形成装置
２００………………安定化電源
２０１………………ＡＤ変換器
２０２………………電流検出器
２０３………………駆動回路
２１０………………蓄電ユニット
２１１………………低圧負荷
２１２………………高圧負荷
Ｖref1、Ｖref2…基準電圧源
３０１、３０５……継電器
３０２………………充電電流調整部
３０３………………蓄電池
３０４………………放電電流調整部
３１０………………抵抗素子
３１１〜３１３……比較器
【図１】
0005141385.tif 000002
【図２】
0005141385.tif 000003
【図３】
0005141385.tif 000004
【図４】
0005141385.tif 000005
【図５】
0005141385.tif 000006