(57)【要約】【課題】複数の燃料電池を搭載した画像形成装置で、各燃料電池の燃料タンクをパイプで接続し、装置内で燃料を共有化することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の燃料電池１１１、７０１を搭載した画像形成装置において、前記燃料電池の燃料を蓄えるための複数の燃料タンク５０５、７０５と、前記複数の燃料タンクの各々の残量を検知する検知手段５１２、７１２と、前記複数の燃料タンクを相互に接続できるパイプ５１１を備え、前記検知手段の検知結果により、前記複数の燃料タンク内の燃料の量を調整する制御手段１１３を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2007287430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料電池を搭載した画像形成装置において、
前記燃料電池の燃料を蓄えるための複数の燃料タンクと、
前記複数の燃料タンクの各々の残量を検知する検知手段と、
前記複数の燃料タンクを相互に接続できるパイプを備え、
前記検知手段の検知結果により、前記複数の燃料タンク内の燃料の量を調整する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
電子写真プロセスにより像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写した後、加熱定着手段により前記記録媒体上に前記トナー像を加熱定着する画像形成装置であって、
前記複数の燃料電池の一部で発生した電力を、前記電子写真プロセスを行う駆動部と該駆動部を制御する制御部に供給す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】
前記燃料電池より発生した水をためる排水タンクを有し、
該排水タンクと前記燃料タンクを一体化したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の燃料電池が、前記画像形成装置の画像形成装置本体及び、該本体に付属して設置されるフィニッシャー装置、ペーパーデッキ装置に備えられ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５】
前記検知手段の検知結果を表示させる表示部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか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、電子写真プロセス等を利用した画像形成装置に関するものであり、特に燃料電池を搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、画像が綺麗なこと、また紙に定着した後の画像が安定していることなどの理由から、近年、広くオフィスなどで普及している。こういった画像形成装置は、その製品の性格上、概して電源を投入したままにして使用することが多く、昨今の地球環境問題から、このような画像形成装置の消費電力の低減が課題となっている。
【０００３】
このような画像形成装置は、一般に電子写真プロセスを用いるので、トナー像を熱により溶融して記録紙ないしＯＨＰシートなどの記録媒体に定着させる熱定着装置が備えられており、該画像形成装置のエネルギーの多くは、この定着装置で消費されている。
【０００４】
したがって、この定着装置の省エネルギー化が重要で、従来、画像形成装置を使っていない時、即ちスタンバイ状態では、定着器の温度を下げ、節電するモードを備えた装置が現在広く使われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、このような従来技術の中で、特に環境を意識した燃料電池を搭載した電力供給装置を備える画像形成装置が発案されている（例えば、特許文献２又は特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−１８５２９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５７５号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の画像形成装置では、画像形成装置本体はもとより、フィニッシャー装置等に各々の燃料電池を搭載した電源装置が設置された場合には、大きな燃料タンクから燃料を供給しなければならないため、該タンクのスペースが必要となっていた。
【０００７】
また、それぞれの装置に、小型の燃料タンクを搭載した場合には、各々のタンクに燃料補給を行わなければならず、手間がかかり、また複数の燃料電池となると時間もかかっていた。
【０００８】
さらに、装置によっては、燃料の残量の差があり、供給時期も異なるため数回の供給が必要であった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、複数の燃料電池を搭載した画像形成装置で、各燃料電池の燃料タンクをパイプで接続し、装置内で燃料を共有化することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）〜（５）の構成を備えるものである。
【００１１】
（１）複数の燃料電池を搭載した画像形成装置において、
前記燃料電池の燃料を蓄えるための複数の燃料タンクと、
前記複数の燃料タンクの各々の残量を検知する検知手段と、
前記複数の燃料タンクを相互に接続できるパイプを備え、
前記検知手段の検知結果により、前記複数の燃料タンク内の燃料の量を調整する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）電子写真プロセスにより像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写した後、加熱定着手段により前記記録媒体上に前記トナー像を加熱定着する画像形成装置であって、
前記複数の燃料電池の一部で発生した電力を、前記電子写真プロセスを行う駆動部と該駆動部を制御する制御部に供給することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１３】
（３）前記燃料電池より発生した水をためる排水タンクを有し、
該排水タンクと前記燃料タンクを一体化したことを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１４】
（４）前記複数の燃料電池が、前記画像形成装置の画像形成装置本体及び、該本体に付属して設置されるフィニッシャー装置、ペーパーデッキ装置に備えられることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１５】
（５）前記検知手段の検知結果を表示させる表示部を有することを特徴とする前記（１）乃至前記（４）いずれか記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、複数の燃料電池を搭載した画像形成装置で、燃料タンクをパイプで接続し、装置内で燃料を共有化することで、燃料の減りの早い装置の燃料を減りが少ない装置の燃料から供給して、効率的に燃料を使いきり、燃料供給の回数を減らすことができる。
【００１７】
また、各装置に、小型の燃料タンクを設置することで、大きな燃料タンクから各装置に燃料を供給するよりも省スペースにすることができる。
【００１８】
また、各装置は、オプションで接続されるため、ユーザにとっては、必要な分だけの燃料が供給される。これにより、大きな燃料タンクを購入する必要がなくコストダウンができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。
【００２１】
図２は本実施例の装置を詳しく説明するためのブロック図である。
【００２２】
１０１は画像形成装置本体であり、１１１は燃料電池であって、電子写真プロセス動作を行う駆動部と駆動部を制御する制御部に電力の供給を行う電力発生手段として搭載されている。
【００２３】
４０１はフィニッシャーであり、７０１（Ａ）は画像形成装置以外のオプションに搭載される燃料電池であり、フィニッシャー４０１を制御する制御部及び駆動部に給電を行う電力発生手段として搭載されている。
【００２４】
６０１はペーパーデッキであり、７０１（Ｂ）は画像形成装置以外のオプションに搭載される燃料電池であり、ペーパーデッキ６０１を制御する制御部及び駆動部に電力の供給を行う電力発生手段として搭載されている。
【００２５】
ここで燃料電池７０１（Ａ）、（Ｂ）は、同じ物であり、オプション装置専用の燃料電池である。詳しくは後述する。
【００２６】
５１１は燃料パイプであり、図２はそれぞれの燃料電池内に設置されている水素供給部を該パイプで接続したところを現している。
【００２７】
このように、各々の燃料電池内に設置されている水素供給部を燃料パイプ５１１で接続することにより、燃料の共有化をはかる。
【００２８】
また、各々の水素供給部に取り付けられた残量センサによって、各々の燃料残量を検知することにより、残量の多い水素供給部から少ない水素供給部へ燃料を移動させることができる。
【００２９】
図１は本実施例に係る燃料電池を搭載した画像形成装置を、さらに詳しくブロック図に示すものである。
【００３０】
１１０は画像形成部１０３の各部位を駆動するための駆動部であり、像担持体としての感光体ドラムにトナー像を形成する電子写真プロセス動作を行う。１１３は駆動部１１０を制御する制御部である。
【００３１】
また、制御部１１３は、燃料電池１１１、フィニッシャー燃料電池７０１（Ａ）、ペーパーデッキ燃料電池７０１（Ｂ）の制御も行う。
【００３２】
画像形成部１０３は、定着ヒータ１０４、記録媒体の給送搬送を行う駆動モータ１０５、光ビームを走査するポリゴンスキャナ部１０６、高圧電源部１０７、感光体ドラムやこれに作用するプロセス手段等を含む電子写真プロセス部１０８からなる。１１７はホストコンピュータとの通信と画像データへの展開を行う画像処理部であり、１１８は画像形成装置の状態等を表示するための表示部である。
【００３３】
燃料電池１１１からは、直流電圧（電気エネルギー１１５）と熱（熱エネルギー１１４）が発生する。まず、発生した電気エネルギー１１５は、駆動部１１０と制御部１１３に供給され、各電気回路の動作、駆動手段の電源になる。また、発生した熱エネルギー１１４は定着ヒータ１０４に供給される。
【００３４】
次に図３は、フィニッシャー４０１をブロック図で示したものであり、この図に基づいて詳しく説明する。
【００３５】
７０１（Ａ）は燃料電池、４０２はフィニッシャーの昇降駆動等の駆動を行う駆動部、４０３は駆動部及び燃料電池の制御を行い、画像形成装置の制御部１１３と接続されている制御部である。
【００３６】
燃料電池７０１（Ａ）からは、直流電圧（電気エネルギー４１１）と熱（熱エネルギー７１０）が発生する。まず、発生した電気エネルギー４１１は、駆動部４０２と制御部４０３に供給され、フィニッシャー４０１の動作、駆動手段の電源になる。また、発生した熱エネルギー７１０は、ファン７１４から、外気へ排出される。
【００３７】
また、制御部４０３は、燃料電池７０１（Ａ）の燃料検知を行うため、ライン７１３で接続されており、燃料検知結果に基づいた制御を行い、制御結果をライン８０１を介して、画像形成装置内の制御部１１３へ送る。
【００３８】
では、次に図４は、ペーパーデッキ６０１をブロック図で、示したものであり、この図に基づいて詳しく説明する。
【００３９】
７０１（Ｂ）は燃料電池、６０２はデッキの昇降駆動等の駆動を行う駆動部、６０３は駆動部及び燃料電池の制御を行い、画像形成装置の制御部１１３と接続されている制御部である。
【００４０】
燃料電池７０１（Ｂ）からは、直流電圧（電気エネルギー６１１）と熱（熱エネルギー６１２）が発生する。まず、発生した電気エネルギー６１１は、駆動部６０２と制御部６０３に供給され、ペーパーデッキ６０１の動作、駆動手段の電源になる。また、発生した熱エネルギー６１２は、ファン７１４から、外気へ排出される。
【００４１】
また、制御部６０３は、燃料電池７０１（Ｂ）の燃料検知を行うため、ライン７１３で接続されており、燃料検知結果に基づいた制御結果をライン８０１を介して、画像形成装置内の制御部１１３へ送る。
【００４２】
では次に、燃料電池１１１の詳細を図５のブロック図で詳しく説明する。
【００４３】
１１１は燃料電池であり、５０９は加熱定着部、５１０は熱エネルギーである。燃料電池１１１には、水素吸蔵合金や天然ガス、メタノールといった水素を含む原燃料の供給部５０５、燃料を分配するための燃料パイプ５１１、燃料の残量を検知するための残量センサ５１２を含んでいる。更に、原燃料に含まれるＣＯ等を取り除く改質器５０４、大気中の空気を取り込む空気供給部５０３、発生した水を回収する水回収部５０６、図１０で示した燃料電池のセルの集合体５０２と、燃料電池の動作を制御する制御部５０７を備えている。
【００４４】
ここで、１セルあたり約０．６Ｖ程度の起電力を発生するので、２系統の直流出力を必要とする場合は、それに応じたセル数の組み合わせで電圧を出力する。
【００４５】
本実施例の燃料電池セル５０２は、３．３Ｖ系は約６セル、２４Ｖ系は４０セルの組み合わせで構成している。
【００４６】
燃料電池セル５０２から発生した熱エネルギー５１０は、加熱定着部５０９（図１においては定着ヒータ１０４）へ供給され、電気エネルギーは燃料電池制御部５０７へ供給される。燃料電池セル５０２の詳しい説明は後述する。
【００４７】
水素供給部５０５は、図６のような左右双方が蓋式のパイプを接続できる構成の容器であり、燃料パイプ５１１を介して、燃料電池７０１（Ａ）、（Ｂ）の水素供給部７０５（Ａ）、（Ｂ）へ燃料を移動できる構成である。そして、他の燃料電池が無い場合（パイプを接続する必要が無い場合）は、蓋５０５（Ａ）をして単品でも使用できる構成とする。
【００４８】
図７は、燃料電池１１１と燃料電池７０１（Ａ）、（Ｂ）それぞれの燃料電池内に設置されている水素供給部７０５（Ａ）、７０５（Ｂ）を接続パイプ５１１で接続したところを現した図である。
【００４９】
このように、各々の水素供給部７０５（Ａ）、７０５（Ｂ）を接続することにより、燃料の共有化をはかる。
【００５０】
また、各々の水素供給部に取り付けられた残量センサ７１２によって、残量を検知することにより、残量の多い水素供給部から少ない水素供給部へ燃料を移動させることができる。
【００５１】
残量センサ５１２は、液体の高さを検知する光学式のセンサであり、図８のように水素供給部５０５の側面に設置され、燃料残量を検知し、制御部１１３と燃料電池制御部５０７へ検知結果を送る。
【００５２】
図８のように残量センサ５１２は、液体の高さを検知するセンサを持っており、センサに設定された値（ここでは高さ）と同じか（図中（ａ））高い値（図中（ｃ））だと、検知せず、高さが低い場合（図中（ｂ））のみ検知する構成とする。
【００５３】
また、検知時間を設け、検知時間は燃料電池制御部５０７で設定した一定時間とし、規定した時間で、検知した場合は、燃料が不十分であると判断し、燃料電池制御部５０７は制御部１１３へ燃料は不充分であるとライン８０１で送信する。
【００５４】
検知できない場合は、燃料は充分にあると判断し、燃料電池制御部５０７は制御部１１３へ燃料は充分にあるとライン８０１で送信する。
【００５５】
燃料電池制御部５０７は、残量センサ５１２の検知結果より、燃料の残量が少ない場合は、残量を表示部１１８に表示し、使用者に提示する制御を行う。
【００５６】
さらに、燃料電池制御部５０７はライン５１３により画像形成装置の制御部とも通信を行い、残量センサ５１２の検知結果から、燃料を補充、移動するための制御を行う。
【００５７】
水素供給部５０５と水回収部５０６は、一体化してカートリッジ５１６にすることにより、使用者によって簡単に原燃料の補充と水の回収を行うことができる。
【００５８】
次に、燃料電池７０１（Ａ）、（Ｂ）を図９のブロック図で詳しく説明する。
【００５９】
先述したように、燃料電池７０１（Ａ）、（Ｂ）は、同じ物であり、オプション装置専用の燃料電池であるため、説明には（Ａ）、（Ｂ）を省略して記述する。
【００６０】
７０１は燃料電池であり、７１０は熱エネルギーである。燃料電池７０１には、水素吸蔵合金や天然ガス、メタノールといった水素を含む原燃料の供給部７０５、燃料を分配するための燃料パイプ５１１、燃料の残量を検知するための残量センサ７１２、原燃料に含まれるＣＯ等を取り除く改質器７０４を含む。更に、大気中の空気を取り込む空気供給部７０３、発生した水を回収する水回収部７０６、燃料電池のセルの集合体７０２と、燃料電池の動作を制御する制御部７０７、熱エネルギー７１０を外気に排出するためのファン７１４を備える。
【００６１】
ここで、１セルあたり約０．６Ｖ程度の起電力を発生するので、２系統の直流出力を必要とする場合は、それに応じたセル数の組み合わせで電圧を出力する。
【００６２】
本実施例の燃料電池セル７０２は、３．３Ｖ系は約６セル、２４Ｖ系は４０セルの組み合わせで構成している。
【００６３】
水素供給部７０５の容器は、水素供給部５０５と同一のものなので、説明を省略する。
【００６４】
また水素供給部７０５は、燃料電池１１１の水素供給部５０５と接続パイプ５１１で接続されている。
【００６５】
残量センサ７１２は、残量センサ５１２と同一のものなので、説明を省略する。
【００６６】
燃料電池制御部７０７は、残量センサ７１２の検知結果より、燃料の残量が少ない場合は、残量を表示部１１８に表示し、使用者に提示する制御を行う。
【００６７】
さらに、燃料電池制御部７０７はライン８０１により画像形成装置の制御部とも通信を行い、残量センサ７１２の検知結果から、燃料を補充、移動するため制御を行う。
【００６８】
水素供給部７０５と水回収部７０６は、一体化してカートリッジ７１６にすることにより、使用者によって簡単に原燃料の補充と水の回収を行うことができる。
【００６９】
ここで、各燃料電池について、図１０を参照して詳しく説明する。
【００７０】
図１０は、一般的な燃料電池の１セルを模式的に示したものである。ここでは、燃料電池として、リン酸型燃料電池を使用した場合を示す。
【００７１】
セパレータ２０２と燃料極２０３の間の溝に水素が供給され、電解質２０４はリン酸を電解質として含んだ層であり、空気極２０５とセパレータ２０６の間の溝に空気が供給される。空気と水素は電解質を介して水になり、この化学反応時に電流（電気エネルギー）と熱（熱エネルギー）を発生させる。
【００７２】
２０７は冷却板であり、該冷却板２０７の中には冷却管２０９が埋設されている。
【００７３】
次に、先述した残量センサでの燃料残量検知手段の動作を、図１１のフローチャートを使って以下に説明する。
【００７４】
画像形成装置の電源がＯＮされると同時に（Ｓ１０１）、残量センサが燃料の残量検知を開始する（Ｓ１０２）。
【００７５】
残量センサより、燃料電池制御部に一定時間残量検知の検知結果が送られてこない場合は、燃料が充分残っており、また他の燃料電池は接続されていないこと（他の燃料電池制御部からの応答がない）として、処理を終了する（Ｓ１０３）。
【００７６】
燃料不足を検知した場合は、残量センサは、検知結果を燃料電池制御部に送る（Ｓ１０４）。燃料電池制御部は、受け取った信号に対して、画像形成装置内の制御部１１３へ燃料残量が少ないことをさらに送る。
【００７７】
制御部１１３は、燃料電池制御部からの信号を受け取り、他の燃料電池の検索を行う（Ｓ１０５）。
【００７８】
他の燃料電池が検索できなかった場合は、燃料補給指示を表示部１１８に表示し、使用者に通告する（Ｓ１０７）。
【００７９】
他の燃料電池が検索できた場合は、制御部１１３は、他の燃料電池から残量検知の結果が送られてきていない（燃料は不足していない）ことを確認する（Ｓ１０６）。
【００８０】
確認結果が、燃料が充分の場合は、燃料を水素補給部へ燃料パイプを介して補給する指示を燃料電池制御部へ送り、燃料電池制御部は、受け取った信号を基に、水素補給部から残量検知結果が送られてきた燃料電池へ燃料の補給を行う制御を行う（Ｓ１０８）。
【００８１】
燃料補給が終了する（Ｓ１０９）。
【００８２】
確認結果が、燃料が不十分となった場合は燃料補給指示を表示部１１８に表示し、使用者に通告する（Ｓ１０７）。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例における電気ブロック図である。
【図２】本発明の実施例における構成図である。
【図３】本発明の実施例におけるフィニッシャー装置の電気ブロック図である。
【図４】本発明の実施例におけるペーパーデッキ装置の電気ブロック図である。
【図５】本発明の実施例における画像形成装置の燃料電池のブロック図である。
【図６】本発明の実施例における水素補給部の構造を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例における水素補給部の接続を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例における燃料残量検知手段を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例におけるフィニッシャー・ペーパーデッキの燃料電池ブロック図である。
【図１０】一般的な燃料電池の構造図である。
【図１１】本発明の実施例における簡略化した燃料残量検知動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１０１  画像形成装置本体
１０３  画像形成部
１０４  定着ヒータ
１０５  駆動モータ
１０６  ポリゴンスキャナ部
１０７  高圧電源部
１０８  電子写真プロセス部
１１０  駆動部
１１１、７０１  燃料電池
１１３  制御部（制御手段に対応）
１１４  熱エネルギー
１１５  電気エネルギー
１１７  画像処理部
１１８  表示部
１１９  インターフェース
２０２  セパレータ
２０３  燃料極
２０４  電解質
２０５  空気極
２０６  セパレータ
２０７  冷却板
２０９  冷却管
２１１  接続部
４０１  フィニッシャー
５０３、７０３  空気供給部
５０４、７０４  改質器
５０５、７０５  水素供給部
５０５（Ａ）、７０５（Ａ）  水素供給部蓋
５０６、７０６  水回収部
５０７、７０７  燃料電池制御部
５０９  加熱定着部
５１０  熱エネルギー
５１１  燃料パイプ
５１２、７１２  残量センサ（検知手段に対応）
６０１  ペーパーデッキ
【図１】
2007287430.tif 000003
【図２】
2007287430.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
2007287430.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2007287430.tif 000013