(57)【要約】【課題】オプション機構のスタンバイ時における副電源の消費電力を、新規部品を追加することなくゼロ近くに低減できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成部を駆動するエンジン１０３と、画像形成のシーケンスを司る制御手段１０４と、商用電源に接続され、前記エンジンおよび制御手段に電力を供給する主電源１０２と、前記商用電源に接続され、オプション機構に電力を供給する副電源１１１と、前記商用電源から直接電力が供給される、定着プロセスに使用するヒータ１０８と、前記ヒータへの通電をオン，オフするリレー１０５とを備えた画像形成装置において、前記副電源は前記リレーの接点の後段に接続されている画像形成装置により、前記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部を駆動するエンジンと、画像形成のシーケンスを司る制御手段と、商用電源に接続され、前記エンジンおよび制御手段に電力を供給する主電源と、前記商用電源に接続され、オプション機構に電力を供給する副電源と、前記商用電源から直接電力が供給される、定着プロセスに使用するヒータと、前記ヒータへの通電をオン，オフするリレーとを備えた画像形成装置において、
前記副電源は前記リレーの接点の後段に接続されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記副電源の出力側に蓄電手段を接続したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記蓄電手段は電気二重層コンデンサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
画像形成部を駆動するエンジンと、画像形成のシーケンスを司る制御手段と、商用電源に接続され、前記制御手段に電力を供給する主電源と、前記商用電源に接続され、前記エンジン部およびオプション機構に電力を供給する副電源と、前記商用電源から直接電力が供給される、定着プロセスに使用するヒータと、前記ヒータへの通電をオン，オフするリレーとを備えた画像形成装置において、
前記副電源は前記リレーの接点の後段に接続されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は前記オプション機構の状態変化を検知する検知手段を有し、該検知手段が検知した情報をもとに、前記リレーをオン，オフすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記オプション機構はステープラであり、前記検知手段は前記ステープラに用紙が差し込まれたことを検知する検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記オプション機構は画像読取装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
ユーザによって押下できるユーザスイッチを備え、
前記制御手段は前記ユーザスイッチの動作に基づいて、前記リレーをオンすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記オプション機構の動作終了を検知する検知手段を備え、
前記検知手段の検知動作に基づいて前記リレーをオフすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
表示手段を備え、
前記制御手段は、前記ヒータの異常時に前記リレーをオフするとともに、前記オプション機構が使用不可である旨を前記表示手段に表示させ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、画像形成用主電源以外の電力によって動作するオプション機構を有する画像形成装置に関し、特にそのオプション機構に電力を供給する副電源の消費電力の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７を使って、本発明が対象とする画像形成装置の一般的な電源構成を説明する。
まず、商用電源１０１からの交流電圧は、主電源１０２と定着プロセスに使用するヒータ１０８へと供給される。
【０００３】
主電源１０２はスイッチング電源で、整流回路１０９によって商用電源１０１からの交流電圧が直流電圧に整流され、さらにＤＣＤＣコンバータ１１０によって複種類の直流電圧に降圧される。降圧された電圧は、画像形成装置を駆動するエンジン１０３および画像形成における制御を司るコントローラ１０４に供給される。
【０００４】
ヒータ１０８への電力の供給は、商用電源１０１からの交流電源を直接利用し、通電・遮断の制御はリレー１０５およびトライアック１０６のオン，オフによって行われる。リレー１０５は、スタンバイ時やヒータの暴走時にコントローラ１０４により切断されるように設計されており、画像形成装置の安全回路として必要不可欠な素子である。一方、トライアック１０６はヒータ１０８の温度調節のために使われる素子である。フォトトライアックカプラ１０７の発光ダイオードに通電／遮断することにより、トライアック１０６がオン，オフし、ヒータ１０８の温度調節が行われる。
【０００５】
このような複数の負荷を持つ画像形成装置において、ステープラなどの瞬間消費電力の大きな負荷（オプション機構１１２）を駆動する場合、急激な負荷変動のため主電源１０２の出力電圧が下がってしまい、複数の負荷に対して不具合を与える可能性がある。これを避けるために、オプション機構１１２専用の電源（以後、副電源）を主電源１０２と別に設けることが考えられる。
【０００６】
しかし、オプション機構１１２がスタンバイ時に、副電源１１１で消費する電力は無駄となる。ステープラのようなそのスタンバイ時間が長い負荷においては、特に顕著である。
【０００７】
特許文献１では、スタンバイ時に副電源の出力電圧を低くすることにより、また、特許文献２では、スタンバイ時にスイッチによって副電源への導通を遮断することにより、消費電力を抑制することが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１９２３２号公報
【特許文献２】特開２００５−８０４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、電源の出力電圧は減少するものの、副電源の動作自体は停止していないため、さらなる省消費電力は困難な構成である。
また、特許文献２に記載のものでは新たにスイッチを設置せねばならず、コストアップは避けられない。
【０００９】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、主電源とは異なる副電源によって電力を得ている何らかのオプション機能を持ったオプション機構があり、このオプション機構のスタンバイ時における副電源の消費電力を、新規部品を追加することなくゼロ近くに低減できる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）、（２）のとおりに構成する。
【００１１】
（１）画像形成部を駆動するエンジンと、画像形成のシーケンスを司る制御手段と、商用電源に接続され、前記エンジンおよび制御手段に電力を供給する主電源と、前記商用電源に接続され、オプション機構に電力を供給する副電源と、前記商用電源から直接電力が供給される、定着プロセスに使用するヒータと、前記ヒータへの通電をオン，オフするリレーとを備えた画像形成装置において、
前記副電源は前記リレーの接点の後段に接続されている画像形成装置。
【００１２】
（２）画像形成部を駆動するエンジンと、画像形成のシーケンスを司る制御手段と、商用電源に接続され、制御手段に電力を供給する主電源と、前記商用電源に接続され、前記エンジン部およびオプション機構に電力を供給する副電源と、前記商用電源から直接電力が供給される、定着プロセスに使用するヒータと、前記ヒータへの通電をオン，オフするリレーとを備えた画像形成装置において、
前記副電源は前記リレーの接点の後段に接続されている画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、新規部品を追加することなく、オプション機構スタンバイ時における副電源の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１である“画像形成装置”の電源の構成を示すブロック図である。本実施例は、複数の電源を持つ画像形成装置において、スタンバイ中に一つ以上の電源を完全にオフする構成である。
【００１６】
まず、図１を用いて、本実施例の画像形成装置における電源の構成を説明する。
商用電源１０１からの交流電圧は、二つの電源部１０２および１１１と、定着プロセスに使用するヒータ１０８へと供給される。電源部１０２（以下、主電源という）はスイッチング電源で、整流回路１０９によって商用電源１０１からの交流電圧が直流電圧に整流され、さらにＤＣＤＣコンバータ１１０によって複種類の直流電圧に降圧される。降圧された電圧は、画像形成装置を駆動するエンジン１０３および画像形成における制御を司るコントローラ１０４に供給される。
【００１７】
一方、電源部１１１（以下、副電源という）は、主電源１０２では何らかの都合上電力を供給できないオプション機構１１２へ電力を供給するための電源である。副電源１１１はスイッチング電源でもレギュレータでもかまわず、オプション機構１１２を駆動するための電圧を出力する。なお、本実施例では、オプション機構１１２としてステープラを例にとって説明する。ステープラ１１２は瞬間的な消費電力が大きいため、画像形成装置のエンジン１０３やコントローラ１０４に電力を供給する主電源１０２から電力供給を行った場合、画像形成に影響を与える可能性が高い。
【００１８】
ヒータ１０８への電力の供給は商用電源１０１からの交流電源を直接利用し、通電・遮断の制御はリレー１０５およびトライアック１０６のオン，オフによって行われる。リレー１０５は、スタンバイ時やヒータの暴走時にコントローラ１０４により切断され、画像形成装置の安全回路として必要不可欠な素子である。
【００１９】
ヒータ１０８の温度調節はトライアック１０６により行われる。フォトトライアックカプラ１０７は、一次、二次を電気的に隔離するための素子であり、フォトトライアックカプラ１０７の発光ダイオードに通電することにより、トライアック１０６がオンする。
【００２０】
商用電源１０１から副電源１１１への接続点は、リレー１０５の接点の後段に存在する。このため、副電源１１１への電力供給は、リレー１０５によりオン，オフされる。すなわち、画像形成装置の安全回路として必要不可欠な素子であるリレー１０５を副電源１１１への電力導通／遮断スイッチと兼ねるということである。
【００２１】
図２に、本実施例における制御系の概略構成を示す。前述のコントローラ１０４は、ＣＰＵ８０１、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ８０２、ＣＰＵ８０１が各種処理を行うためのワーク領域を提供するＲＡＭ８０３などを有し、画像形成動作を制御し、また、図３のフローチャートに示すリレー１０５のオン，オフ処理を行う。図２の他の部分は、本実施例の要部に直接関係がないので、その説明を省略する。
【００２２】
ここで、リレー１０５のオン，オフタイミングを、図３のフローチャートを使って説明する。
まず、主電源１０２が起動する（ステップ３０１（Ｓ３０１と略記する）参照、以下同様）とステープラ１１２の紙有無センサ１１４も起動し、紙検知待ち状態となる。ステープラ１１２に紙が挿入されてセンサ１１４がオンする（Ｓ３０２）と、リレー１０５がオンし（Ｓ３０３）ステープラ１１２を駆動する（Ｓ３０４）。その後、ステープルされた紙が抜き取られてセンサ１１４がオフになるのを待つ（Ｓ３０５）。オフになったらタイマの時間ｔを０にセットし（Ｓ３０６）、所定時間Ｔが経過するのを待つ（Ｓ３０８，Ｓ３０９）。所定時間Ｔが経過する前に再びステープラ１１２に紙が挿入された場合、即ちセンサ１１４がオンになった場合（Ｓ３０７）、ステープラ１１２を再度駆動する（Ｓ３０４）。ステープラ１１２から紙が抜き取られてから、即ちセンサ１１４がオフになってから所定時間Ｔが経過したら、リレー１０５はオフされる（Ｓ３１０）。
【００２３】
ここで、ヒータ１０８異常などによりリレー１０５を切断する保護動作が実行された場合は、保護動作を優先してステープラ１１２を使用不可にする。ステープラ１１２が使用不可状態の時は、その旨を表示パネル（非図示）に表示することでユーザに報知する。
【００２４】
以上のような構成、動作によりにより、ステープラ１１２のスタンバイ中に副電源での消費電力をゼロ近くに低減することを、コストアップすることなく実現することができる。
【００２５】
また、ユーザがステープラを使用する状況は、以下の２通りが多くを占めると考えられる。
画像形成された紙が排紙されるのを待ちステープルする。
排紙トレイにたまった紙から引き抜いてステープルする。
従って、これらに対応するために、プリント紙が排紙されてから一定時間リレー１０５をオンする。
【００２６】
排紙トレイの満載を検知するセンサを有する場合、このセンサが検知された状態から開放されたら（排紙トレイから紙が抜き取られたら）一定時間リレー１０５をオンする。
の２つのシーケンスを加えることにより、ユーザビリティが向上する。
【００２７】
以上説明したように、本実施例にようれば、副電源への電力供給をオン，オフするスイッチを、ヒータの安全回路素子であるリレーと兼ねることによって、新規部品を追加することなく、オプション機構スタンバイ時における副電源の消費電力をゼロ近くに低減にすることができる。
【実施例２】
【００２８】
図４は、実施例２である“画像形成装置”の電気的構成を示す図であり、図５は、本実施例の動作を示すフローチャートである。本実施例では、実施例１での副電源に蓄電機構を用いた、特に電気二重層コンデンサを用いた例である。
【００２９】
まず、図４を用いて、画像形成装置の電気的構成を説明する。
商用電源１０１からの交流電圧は、二つの電源部である主電源１０２および副電源１１１と、定着プロセスに使用するヒータ１０８へと供給される。主電源１０２およびヒータ１０８に供給された電力については実施例１と同様のため説明は省略する。
【００３０】
副電源１１１は、主電源１０２では何らかの都合上電力を供給できないオプション機構１１２（以下、ステープラという）へ電力を供給するための電源である。副電源１１１から出力された電力は、一度蓄電機構である電気二重層コンデンサ（以下、ＥＤＬＣという）２０１に充電され、充電されたＥＤＬＣ２０１の電力によってステープラ１１２を駆動する。
【００３１】
商用電源１０１から副電源１１１への接続点は、リレー１０５の接点の後段に存在する。このため、副電源１１１への電力供給は、リレー１０５によりオン，オフされる。ここで、リレー１０５のオン，オフタイミングを、図５のフローチャートを使って説明する。なお、図５のフローチャートに示す処理は、図２と同様の構成により実行される。
【００３２】
まず、主電源１０２が起動（Ｓ４０１）すると、画像形成装置の初期動作と共にリレー１０５がオンされ（Ｓ４０２）、ＥＤＬＣ２０１に電気が充電される（Ｓ４０３）。初期動作が終わるとリレー１０５がオフし（Ｓ４０４）、ステープラ１１２の紙有無センサ１１４が紙検知待ち状態となる。ステープラ１１２に紙が挿入されてセンサ１１４がオンする（Ｓ４０５）とリレー１０５がオンし（Ｓ４０６）、ステープラ１１２が駆動する（Ｓ４０７）。このとき、ステープラ１１２の駆動電力はＥＤＬＣ２０１に充電されていた電力から使われるため、副電源１１１の起動時間を考慮せずに素早くステープルを行うことができる。
【００３３】
その後、ステープルされた紙が抜き取られてセンサ１１４がオフになるのを待つ（Ｓ４０９）。オフになったらタイマの時間ｔを０にセットし（Ｓ４１０）、所定時間Ｔが経過するのを待つ（Ｓ４１２，Ｓ４１３）。所定時間Ｔが経過する前に再びステープラ１１２に紙が挿入された場合、即ちセンサ１１４がオンになった場合（Ｓ４１１）、ステープラ１１２を再度駆動する（Ｓ４０７）。ステープラ１１２から紙が抜き取られてから、即ちセンサ１１４がオフになってから所定時間Ｔが経過したら、リレー１０５はオフされる（Ｓ４１４）。
【００３４】
ここで、ヒータ１０８の異常などによりリレー１０５を切断する動作が実行された場合は、保護動作を優先してステープラ１１２を使用不可にする。ステープラ１１２が使用不可状態の時は、その旨を表示パネル（非図示）に表示することでユーザに報知する。
【００３５】
以上のような構成、動作により、ステープラ１１２スタンバイ中に副電源での消費電力低減を実現し、且つステープラスタンバイ中でも副電源の立ち上がり時間を待たずにステープルすることができる。
【実施例３】
【００３６】
図６は、実施例３である“画像形成装置”の電気的構成を示す図である。本実施例では、複数の電源を持つ画像形成装置において、スタンバイ中に一つ以上の電源を完全にオフする構成である。
【００３７】
図６に示すように、商用電源１０１からの交流電圧は、二つの電源部１０２および１１１と、定着プロセスに使用するヒータ１０８へと供給される。電源部１０２（以下、主電源という）に供給された電圧は、複種類の直流電圧に降圧され、画像形成における制御を司るコントローラ１０４に供給される。
【００３８】
一方、電源部１１１（以下、副電源という）に供給された電圧は、画像形成装置を駆動するエンジン１０３およびオプション機構１１２を駆動するための電圧を出力する。なお、本実施例では、オプション機構１１２として画像読取装置を例にとって説明する。
【００３９】
ヒータ１０８へ供給された電力については、実施例１と同様のため説明を省略する。
商用電源１０１から副電源１１１への接続点は、リレー１０５の接点の後段に存在する。このため、副電源１１１への電力供給は、リレー１０５によりオン，オフされる。すなわち、画像形成装置の安全回路として必要不可欠な素子であるリレー１０５を副電源１１１への電力導通／遮断スイッチと兼ねる。以下に、リレー１０５のオン，オフタイミングを簡単に説明する。
【００４０】
ユーザが接触可能なユーザスイッチ５０１がユーザによって押下されると、リレー１０５がオンし、エンジン１０３および画像読取装置１１２が起動する。画像読取装置１１２により画像が読み取られ、ユーザによって決められた複写予定枚数が複写され、全ての紙が排紙されてから所定時間経過したときリレーがオフされる。このとき、全ての紙が排紙されたことを検知する検知機構が必要となる。この検知機構としては、紙パス内のいずれかのセンサを利用するのがよい。
【００４１】
なお、ヒータ１０８の異常などによりリレー１０５を切断する保護動作が実行された場合は、保護動作を優先して画像読取装置１１２を使用不可にする。画像読取装置１１２が使用不可状態の時は、その旨を表示パネル（非図示）に表示することでユーザに報知する。
【００４２】
以上のような構成とすれば、コントローラを除く全てのユニットは主電源以外の副電源によって電力を供給されるため、エンジンおよび画像読取装置スタンバイ時は大幅な消費電力削減が達成できる。
【００４３】
また、オプション機構１１２は複数でもよく、例えば、画像読取装置と排紙のソータをオプション機構１１２とすると、利便性に優れながらさらなる消費電力削減の効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１の構成を示すブロック図
【図２】実施例１における制御系の構成を示すブロック図
【図３】実施例１の動作を示すフローチャート
【図４】実施例２の構成を示すブロック図
【図５】実施例２の動作を示すフローチャート
【図６】実施例３の構成を示すブロック図
【図７】従来例の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４５】
１０１  ＡＣ商用電源
１０２  主電源
１０３  エンジン
１０４  コントローラ
１０５  リレー
１０８  ヒータ
１１１  副電源
１１２  オプション機構
【図１】
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【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】
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