(57)【要約】【課題】  発電デバイスで発生した電力の充電を受ける蓄電装置からの電力を省電力動作時の供給電力に利用する際、蓄電装置の二次電池の長寿命化と充電効率の向上の両立を図る。【解決手段】  太陽電池７１で発生した電力により充電される二個の二次電池５１，５２を備え、省エネコントローラ１３は、二個の二次電池５１，５２の一方を充電する間、他方を省エネ時の電力として放電し、放電する側の電池残量が所定量より少なくなるときに放電側と充電側を互に切り替える制御を行う。この充電・放電動作により、充放電サイクルの繰り返し回数を低減し、充電側を機器の動作状態（省電力／通常）に関係なく常時充電状態とすることで、二次電池５１，５２の長寿命化と充電効率の向上の両立を図る。【選択図】  図１
2012120272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電デバイスと、
前記発電デバイスからの充電を受ける蓄電装置と、
前記蓄電装置の充電・放電を制御する充電・放電制御手段と、
商用電源を用いる主電源と前記蓄電装置よりなる電源部と、
前記電源部から全動作部に電力供給を行う通常モードと所定の動作部以外への電力供給を停止する省電力モードの電力供給状態とする制御を行う電力供給制御部と
を有する画像処理装置であって、
前記蓄電装置は、充電・放電が個々に制御される複数の二次電池を備え、
前記充電・放電制御手段は、複数の二次電池の一部を充電する間、他部を放電し、放電する側の電池残量が所定量より少なくなるときに放電側と充電側を互に切り替える制御を行い、
前記電力供給制御部は、前記蓄電装置からの電力を、電力供給状態が省電力モードのときのみに供給する制御を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像処理装置において、
前記充電・放電制御手段は、前記発電デバイス出力の安定化に用いるキャパシタを備え、このキャパシタを介して前記蓄電装置への入力を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された画像処理装置において、
前記発電デバイスは、異なる複数種類の発電デバイスを有するとともに、
前記蓄電装置の充電に用いる発電デバイスを、通常モード、省電力モードそれぞれの電力供給状態に対応して予め定められた種類の発電デバイスに切り替える手段を備えた
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載された画像処理装置において、
前記異なる複数種類の発電デバイスは、太陽電池と熱電変換デバイスであり、
前記充電に用いる発電デバイスを切り替える手段は、通常モードの間熱電変換デバイスに切り替え、省電力モードの間太陽電池に切り替える動作を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、
前記蓄電装置は、主電源からも充電を受けるようにするとともに、
前記充電・放電制御手段は、電力供給状態が通常モードであるときに、主電源からの充電を受ける制御を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像処理装置において、
前記二次電池の充電・放電動作の履歴として充電・放電サイクル数を個々の二次電池について管理する手段を備え、
前記充電・放電制御手段は、放電側と充電側を互に切り替える前記制御において、複数の対象となる二次電池があるとき、個々の二次電池について管理されている充電・放電サイクル数に基づいて、切り替え制御を行う二次電池を決定する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像処理装置において、
前記二次電池を複数個装着するために用意された装着部における二次電池の実装有無及び実装された個々の二次電池の出力状態を管理する手段を備え、
前記充電・放電制御手段は、管理されている実装された個々の二次電池の出力状態に基づいて、充電・放電制御の対象とする二次電池を決定する
ことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理要求に応じて画像出力処理を行う複写機、プリンタ、ＭＦＰ（複合機）、ファクシミリ等の画像処理装置に関し、より詳しくは、省電力動作を行う際の消費電力を蓄電装置からの供給電力でまかなうようにする画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ＭＦＰ（複合機）等の画像処理装置においては、従来から処理すべきジョブのないアイドル状態において、ユーザーＩ／Ｆ（インターフェース）、ネットワークＩ／Ｆ等の制御部に必要な電源を除き、画像出力処理部等の他の部分に供給される電源を停止する省電力（以下、「省エネルギー」もしくは「省エネ」ともいう）動作を行っている。
近年、消費電力の削減要求はより強くなり、この種の画像処理装置では、機器全体の消費電力量の約２〜３割を占める省電力時の消費電力量に目が向けられている。現在、省電力時の消費電力は、ＡＣ１（Ｗ：ワット）がトップデータであるが、数年後にはＡＣ０．５（Ｗ）程度まで低減することが推測され、将来、０（Ｗ）が目標に掲げられることが想定される。
【０００３】
省電力時の消費電力０（Ｗ）は、電池等の蓄電装置を搭載し、この蓄電装置から制御部へ電力を供給することで実現できる。ただし、大容量の電池が必要なため、非現実的である。電池容量を小さくするためには、電池を二次電池とし、機器の主電源からの充電をすることで、二次電池による電力供給を確保する方法を採用することができる。ただし、消費電力という面では、二次電池を搭載した場合、充放電ロスがあり、電池を使わない従来システムより、トータルとして機器の主電源の消費電力が大きくなってしまう、という問題が生じる。
【０００４】
この問題を解決するために、特許文献１（特開２００２−７８１９６号公報）には、太陽電池によって発電し、その電力を二次電池に蓄電し、その電力を省エネ時に消費することで機器の主電源の消費電力を低減する方法を提案している。なお、この特許文献１では、二次電池からの供給電源が不足した場合、主電源に切り替えて供給する方法を採用している。
また、画像形成装置のエネルギー消費総量を削減するために、特許文献２（特開２００８−２３３２６５号公報）には、熱電モジュールと充電専用電源（機器の主電源を用いる）から充電を受ける二次電池を設けた画像形成装置を提案している。特許文献２では、熱電モジュールが駆動し、二次電池の充電を熱電モジュールから行うとき以外には、充電専用電源から充電を行い、省エネ時の電源供給を二次電池から行なう方法を採用している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、省電力時に二次電池からの供給電力が不足した場合、機器の主電源からの供給に切り替える従来システムでは、“二次電池の満充電状態”から“供給電力が不足する状態”までの間、放電状態を継続させると、その間、太陽電池等の発電デバイスからの充電ができず、効率良く発電電力を得ることができない、という問題が生じる。
また、前述の問題を解消すべく、充電効率を優先させて、充電・放電状態を繰り返すと、充放電サイクルの繰り返し回数が一定数に達すると寿命に至る、という二次電池の性質により、電池寿命が短くなる、という別の問題が生じる。
こうした問題に対し、上記特許文献１及び２を含め、従来技術は、解決策を講じておらず、未解決のままである。
【０００６】
本発明は、上述の従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その解決課題は、発電デバイスで発生した電力の充電を受ける蓄電装置からの電力を省電力動作時の供給電力に利用する画像処理装置において、蓄電装置の二次電池の長寿命化と充電効率の向上の両立を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、発電デバイスと、前記発電デバイスからの充電を受ける蓄電装置と、前記蓄電装置の充電・放電を制御する充電・放電制御手段と、商用電源を用いる主電源と前記蓄電装置よりなる電源部と、前記電源部から全動作部に電力供給を行う通常モードと所定の動作部以外への電力供給を停止する省電力モードの電力供給状態とする制御を行う電力供給制御部とを有する画像処理装置であって、前記蓄電装置は、充電・放電が個々に制御される複数の二次電池を備え、前記充電・放電制御手段は、複数の二次電池の一部を充電する間、他部を放電し、放電する側の電池残量が所定量より少なくなるときに放電側と充電側を互に切り替える制御を行い、前記電力供給制御部は、前記蓄電装置からの電力を、電力供給状態が省電力モードのときのみに供給する制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発電デバイスで発生した電力の充電を受ける蓄電装置からの電力を省電力動作時の供給電力に利用する画像処理装置において、充放電サイクルの繰り返し回数を低減し、常時充電状態とすることで、蓄電装置の二次電池の長寿命化と充電（発電）効率の向上の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の［実施形態１］に係るＭＦＰ（複合機）のハードウェア構成を示す図である。
【図２】機器の状態、供給電源種別、二次電池の充電・放電状態、電池電力（量）それぞれの関係を、従来方式（Ａ）と電池複数搭載方式（Ｂ）を対比して示す図である。
【図３】本発明の［実施形態２］に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
【図４】本発明の［実施形態３］に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
【図５】機器の電力供給状態、供給電源種別、二次電池の充電・放電状態、発電デバイスの動作状態、電池電力（量）、それぞれの関係を示す図である。
【図６】本発明の［実施形態４］に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
【図７】消費電力と電源（コンバータ）変換効率の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の［実施形態５］に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
【図９】本発明の［実施形態６］に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像処理装置の実施形態について、説明する。
本発明に係る画像処理装置として、以下の実施形態では、ＭＦＰ（複合機）を例にする。
例示する複合機は、コピー、プリンタ、ファクシミリ（ＦＡＸ）、スキャナ、ドキュメントボックス等の機能を複合させて持つ。
コピー、ＦＡＸ送信、スキャナの各機能を利用する場合、普通、ユーザーＩ／Ｆを通じてジョブの入力が行われ、スキャナ入力等の入力側のデータ処理及び出力側のデータ処理を経て、プリント出力或いはネットワークＩ／Ｆを通じてデータ伝送という形態で画像出力がなされる。プリンタ、ＦＡＸ受信の機能を利用する場合、普通、ネットワークＩ／Ｆを通じてジョブの入力が行われ、入力側のデータ処理（ＰＤＬデータ等の解析、ＦＡＸ信号の復号等）及び出力用の画像処理を経て、プリント出力がなされる。ドキュメントボックス機能は、コピー、プリンタ、ＦＡＸ、スキャナの各機能の上記入力側の動作を行ってドキュメントボックスの蓄積文書とし、また、蓄積文書に対して上記出力側の動作を行う。
なお、本実施形態の複合機は、複合機の持つ機能を利用して行う上記ジョブの処理動作そのものは特徴がない。
【００１１】
本実施形態の複合機は、処理対象のジョブがないアイドル時に、常時電力の供給が必要な動作部の一部（例えば、ユーザーがジョブを入力するユーザーＩ／Ｆとして操作部、ネットワークＩ／Ｆ等）を除き、画像の入出力処理を行う動作部への電力の供給を停止する省電力動作を行う。また、省電力動作は、ユーザーＩ／Ｆで何らかの操作が行われるか又は処理対象のジョブの入力が確認されるかによってアイドル状態が途切れると、通常の電力供給状態に復帰する。
【００１２】
本実施形態で行う省電力動作には、太陽電池等の発電デバイスの電力を用いることで、機器の主電源の電力を節減する。
本実施形態では、発電デバイスで発生した電力を蓄電装置の二次電池に充電し、この電力を省電力動作時の供給電力に利用する。その際、二次電池に対する充放電サイクルの繰り返し回数を低減し、二次電池の長寿命化を図ると同時に、できるだけ大きな電力量が得られるように、発電デバイスから二次電池への充電を効率よく行わせる。
このため、本実施形態は、次に示す「手法１」〜「手法６」によって、上記二次電池の長寿命化と充電効率の向上を実現する。
【００１３】
「手法１」：複数の二次電池を備え、複数の二次電池の一部を充電する間、他部を放電し、放電する側の電池残量が所定量より少なくなるときに放電側と充電側を互に切り替える制御を行うとともに、二次電池に蓄えた電力を省電力時のみに供給する。
「手法２」：上記「手法１」に加え、キャパシタを介して発電デバイス出力を二次電池へ入力することで発電デバイス出力を安定化させる。
「手法３」：上記「手法１」又は「手法２」に加え、発電デバイスとして、太陽電池と熱電変換デバイスの二種類の発電デバイスを備え、充電に用いる発電デバイスとして、通常モードの間熱電変換デバイスを、また、省電力モードの間太陽電池とする切り替えを行う。
「手法４」：上記「手法１」乃至「手法３」のいずれかに加え、通常モードの間機器の主電源からも充電を受けることを可能とする。
「手法５」：上記「手法１」乃至「手法４」のいずれかに加え、個々の二次電池について充電・放電サイクル数の履歴を管理し、管理された充電・放電サイクル数に基づいて、複数の切り替え対象から切り替える二次電池を決定する。
「手法６」：上記「手法１」乃至「手法４」のいずれかに加え、装着部における二次電池の実装の有無及び実装された個々の二次電池の出力状態を管理し、管理された二次電池の出力状態に基づいて、複数の切り替え対象から切り替える二次電池を決定する。
【００１４】
以下、発電デバイスで発生した電力の充電を受ける蓄電装置からの電力を省電力動作時の供給電力に利用する画像処理装置に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
以下には、この画像処理装置に係る実施形態として、［実施形態１］〜［実施形態６］を示す。
なお、［実施形態１］〜［実施形態６］は、それぞれ上記「手法１」〜「手法６」を１対１の関係で適用した画像処理装置の実施形態を示すものである。
【００１５】
［実施形態１］
図１は、本実施形態に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
図１において、ＭＦＰ１は、大きく分けると、エンジン部（この実施形態ではエンジン制御を含む）、電源部、コントローラ部で構成される。
エンジン部は、モータ７、ファン８、定着ユニット２等のエンジンの要素部と、制御対象となるこれらの要素部を含めエンジンの各要素部の動作を制御するエンジン制御部３を有する。
エンジン制御部３は、ＣＰＵ９及びＩ／Ｏ制御ＩＣ１０等を要素として構成し、後記メインコントローラ４の制御下でモータ７、ファン８及び定着ユニット２内の定着ヒータ６のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。なお、定着ユニット２内に設けた温度センサ５は、制御対象となる定着部の温度を検知する手段であり、制御対象となる他の要素部についても、それぞれの動作状態もしくは制御に必要な状態を検知する手段を有する。
【００１６】
電源部は、ＭＦＰ１全体に動作に必要な電力を供給するＰＳＵ（Power Supply Unit）１７、蓄電部５０及び発電デバイスによって電力を発生する創エネ部７０を有する。
ＰＳＵ１７は、コネクタ２５を介して供給される商用ＡＣ電源のＯＮ／ＯＦＦをＡＣＳＷ（スイッチ）１８により制御する。ＡＣＳＷ１８は、メカニカルに動作するロッカーＳＷなどで、ユーザーが直接操作するものを普通用いる。
定着ユニット２に対する電源は、ＡＣ電源でよく、ＡＣＳＷ１８を通して直接ＡＣ電源を供給する。定着部の温度制御を、上記のように、エンジン制御部３から行う代わりに、ＰＳＵ１７で定着ユニット２に供給するＡＣ電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う方法によっても実施することができる。
ＰＳＵ１７内のコンバータ２０は、商用ＡＣ電源をＤＣ電源に変換する。コンバータ２０からのＤＣ電源を用いるモータ７及びファン８に対しては、１２Ｖ、２４Ｖ電源を供給し、また、エンジン制御部３、後記メインコントローラ４等の制御系に対しては、５Ｖ、３．３Ｖ電源を生成して供給する。
【００１７】
蓄電部５０は、充電・放電が個々に制御される複数の二次電池を搭載する構成をとる。図１に示す実施形態では、二個の二次電池５１、５２を搭載する。創エネ部７０の発電デバイスとして、この実施形態では、太陽電池７１を採用する。
創エネ部７０の太陽電池７１で発電する電力は、二次電池５１、５２の充電に用いるが、二次電池５１、５２のどちらに充電するかは、後述する切替部７５の切り替え動作により決められる。
【００１８】
コントローラ部は、メインコントローラ４として構成され、ＭＦＰ１の機器全体の制御を司る。メインコントローラ４は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、制御ＩＣ１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５、省エネコントローラ１３、ホストＩ／Ｆ１６を有する。
ＣＰＵ１１は、ＣＰＵ１１の制御下でワークメモリとして働くＲＡＭ１５及び制御プログラム等のソフトウェアが記憶されるＲＯＭ１４で構成するコンピュータによって制御プログラムを駆動することにより、機器システム制御、Ｉ／Ｆ制御、省電力制御の各制御動作を実現する。
制御ＩＣ１２は、エンジン制御部３とのＩ／Ｆ、ＲＯＭ１４等のメモリ関連のＩ／Ｆを備える。
【００１９】
省エネコントローラ１３は、省電力制御を行う。この実施形態では、ユーザーＩ／ＦとネットワークＩ／Ｆ等を除き、画像の入出力処理を行う動作部への電力の供給を停止する省電力動作を行う。つまり、省エネモードとして、省エネコントローラ１３、ホストＩ／Ｆ１６、ＲＡＭ１５のみ電源ＯＮとし、他は電源ＯＦＦ（図１中のグレイ化したブロック）とする。本実施形態では、ＰＳＵ１７のＳＷ２１のＯＮ／ＯＦＦ制御等で電力供給停止の対象となる動作部への電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。
省エネモードへの移行は、ユーザーＩ／Ｆとしての操作部（不図示）で何の操作も行われることがなく、かつホストＩ／Ｆ１６を通じて処理対象のジョブの入力がないアイドル状態が所定時間継続した時に行い、省エネモードから通常モードへの復帰は、ユーザーＩ／Ｆで何らかの操作が行われるか又はホストＩ／Ｆ１６等を通じて処理対象のジョブの入力が確認されるかに応じて行う。なお、ホストＩ／Ｆ１６は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のネットワークのＩ／Ｆのほか周辺機器と接続するためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のＩ／Ｆを含む。
【００２０】
省エネモード時の電力供給は、省エネコントローラ１３の制御のもとに、切替部５５により、コンバータ２０、二次電池５１、二次電池５２のいずれかを選択し、そこからの電力を供給する。
後記で図２（Ｂ）を参照して動作を説明するが、この電力供給（二次電池は放電）の切替部５５による切り替えと合わせて、二次電池５１、５２の充電・放電状態も制御され、この制御も省エネコントローラ１３によって行われる。さらに、省エネコントローラ１３は、二次電池の充電・放電制御と合わせて、創エネ部７０の太陽電池７１で発電する電力を、どの二次電池に充電するかを切り替える切替部７５の切替制御を行う。
【００２１】
次に、省エネモード時に二次電池を利用して行う電力供給動作について、説明する。
図２は、機器の状態、供給電源の種別、二次電池の充電・放電状態、電池電力（量）それぞれの関係を、従来方式（Ａ）と電池複数搭載方式（Ｂ）を対比して示す図である。
複数の二次電池を搭載する本実施形態のＭＦＰ１（図１）の動作を説明するのに先立ち、一個の二次電池を搭載する従来方式の動作について、図２（Ａ）を参照して説明する。
【００２２】
従来方式では、まず、「機器状態」が、通常モードの電力供給のもとに、画像の入出力処理を行える動作状態であるか、又は省エネモードの電力供給のもとに、操作部、ホストＩ／Ｆのみが入力を受付けることができる動作状態にあるかにより、「供給電源」を切り替える。つまり、図２の（Ａ）従来方式に示すように、「機器状態」が「動作」（通常動作を行える状態で、同図中には、この状態を「動作」として示す）の時は、「ＰＳＵ」からの電力供給になる。他方、「機器状態」が「省エネ」の時は、「電池」（省エネ時の動作を行う電力を二次電池から供給するので、同図中には、この電源を「電池」として示す）からの電力供給になる。ただし、省エネ時、二次電池の「残量不足」（同図の二次電池に蓄えられた電力量を示す「電池電力」中に示す）が生じると、ＰＳＵからの供給に切り替わる。
【００２３】
また、「供給電源」が「ＰＳＵ」か「電池」かにより、二次電池の充電・放電を切り替える。ＰＳＵからの供給の場合、放電する必要がないため、充電とし、二次電池からの供給の場合、放電となるので、充電ができない状態となる。
よって、この従来方式では、「機器状態」が「動作」と「省エネ」を繰り返す度ごとに、二次電池の充電・放電サイクルが切り替わる（同図の「電池電力」に表れる折れ線、参照）。この二次電池の充電・放電サイクル数が所定値に至ると、二次電池は寿命となるので、できるだけ充電・放電サイクル数が大きくならない動作にすることが望ましい。
また、二次電池の放電中は、充電ができないため、発電デバイスとして太陽電池を用いる場合、発電した電力を有効に蓄電できない、という状況が生じてしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態では、複数（この実施形態では二個）の二次電池を備え、二個の二次電池の一方を充電する間、他方を放電し、放電する側の電池残量が所定量より少なくなるときに放電側と充電側を互に切り替える制御を行うとともに、二次電池に蓄えた電力を省電力時のみに供給する、という動作による。
図２（Ｂ）を参照して、二個の二次電池を搭載する本実施形態の電池複数搭載方式の動作について説明する。
【００２５】
本実施形態の電池複数搭載方式では、まず、「機器状態」が、通常モードの電力供給のもとに、画像の入出力処理を行える動作状態であるか、又は省エネモードの電力供給のもとに、操作部、ホストＩ／Ｆのみが入力を受付けることができる動作状態にあるかにより、「供給電源」を切り替える。この動作は、従来方式と同様である。つまり、図２の（Ｂ）電池複数搭載方式に示すように、「機器状態」が「動作」の時は、「ＰＳＵ」からの電力供給になる。他方、「機器状態」が「省エネ」の時は、「電池」からの電力供給になる。
二個の二次電池（同図中、「電池（１）」、「電池（２）」と示す）を搭載する本実施形態における二次電池の充電・放電動作については、一方の二次電池が放電の間、他方の二次電池は充電を行わせることができ、放電する側で蓄えておいた電力量が消費により減り、その残量が所定量を下回る状態になる（同図の二次電池に蓄えられた電力量を示す「電池電力」中に「残量不足」として示す）まで、充電する側では、機器が省エネ状態であるか否かに関係なく充電を継続することができる。この点が、一個の二次電池による従来方式とは異なる。なお、「残量不足」に対応して充電・放電動作を切り替える動作は、供給電源としての二次電池を切り替えるのと合わせて行われる。
【００２６】
本実施形態におけるこの二次電池の充電・放電動作は、図２の（Ａ）従来方式におけると同じ「機器状態」で推移する図２の（Ｂ）電池複数搭載方式における「電池（１）」もしくは「電池（２）」の充電・放電動作に現れている、即ち、充電・放電動作を繰り返す充電・放電サイクルの周期が従来方式に比べ、長くなっていることを示している。
さらに、充電側では「機器状態」が省エネ期間にも充電を継続していることを示しており、一個の二次電池による従来方式で行う、省エネ期間に放電に切り替える動作とは異なり、この期間分だけ充電時間が多くなり充電の効率を高めることができる。
【００２７】
上記のように、この実施形態によれば、二個の二次電池の一方を充電する間、他方を放電し、放電する側の電池残量が所定量より少なくなるときに放電側と充電側を互に切り替える制御を行うとともに、二次電池に蓄えた電力を省電力時のみに供給することで、充放電サイクルの繰り返し回数を低減し、充電側を常時充電状態とすることで、蓄電装置の二次電池の長寿命化と充電効率の向上の両立を図ることができる。
【００２８】
［実施形態２］
この実施形態は、発電デバイスから二次電池を充電するために供給する電力を安定化させる手段を備えた当該画像処理装置に関する。
上記［実施形態１］の画像処理装置の蓄電部５０において用いることが可能な二次電池には、充電方法の異なる様々な方式のものがあるが、多くは定電流を供給する等の充電制御のために、安定した電力供給が必要である。
二次電池に電力を供給する発電デバイスの中には、例えば、光の照射状態が変動する場所に設置される太陽電池のように定電流を出力しない状態で用いる場合もあり、このような発電デバイスからの供給を受けて充電を行っても効率良く充電ができない。
【００２９】
そこで、発電デバイス出力を二次電池へ入力するときにキャパシタを通すことで発電デバイスの出力電流を安定化させる。
図３は、本実施形態に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
図３に示すＭＦＰ１では、創エネ部７０の発電デバイスとして、太陽電池７１を採用しており、この太陽電池７１で発電する電力が、切替部７５の切り替え動作により、二次電池５１、５２のいずれかに入力され、充電に用いられる。
本実施形態では、切替部７５にスーパーキャパシタ等の大容量のキャパシタ７６を搭載し、キャパシタ７６を介して安定化させた太陽電池７１の出力を、切り替え動作により選択される二次電池５１、５２のいずれかに入力する。
なお、キャパシタ７６を付加した点以外の他の構成は、上記［実施形態１］のＭＦＰの構成（図１）と変わらない。したがって、上記［実施形態１］における先の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
上記のように、この実施形態によれば、キャパシタを介して発電デバイス出力を二次電池へ入力することで発電デバイス出力を安定化させ、二次電池への充電を効率よく行うことができる。
【００３０】
［実施形態３］
この実施形態は、発電デバイスから二次電池を充電するために供給する電力量を増やす改良を加えた当該画像処理装置に関する。
上記［実施形態１］又は［実施形態２］の画像処理装置の発電デバイスには、太陽電池を用いたが、単位時間当たりの発電量は小さく、発電量の大きいデバイスが利用できればその分省エネ効果が高まる。この種の画像処理装置に適用可能な発電デバイスを検討したところ、ペルチェ効果を応用する熱電変換デバイスがプリンタエンジン等で発生する余熱をもとに電力の生成が可能であり、太陽電池に比べ発電量がより大きく、当該用途に利用できるデバイスであることが分った。
ただ、熱電変換デバイスは、熱の発生が必要であり、ＭＦＰの機器状態が動作中であるときに有効であっても、省エネ時には効力がない。
【００３１】
そこで、発電デバイスとして、太陽電池と熱電変換デバイスの二種類の発電デバイスを装備し、充電に用いる発電デバイスとして、機器が動作中（通常モードの間）、より発電量の大きい熱電変換デバイスを、また、省電力モードの間、太陽電池とする切り替えを行うことで、全体の発電量を大きくする。
図４は、本実施形態に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
図４に示すＭＦＰ１では、創エネ部７０の発電デバイスとして、太陽電池７１と熱電変換デバイス７２を採用しており、この太陽電池７１、熱電変換デバイス７２それぞれで発電する電力のどちらかを、充電電力として切替部７５の切り替え動作により選択する。
また、選択された太陽電池７１、熱電変換デバイス７２のいずれかで発電された電力は、キャパシタ７６を通して安定化される。
なお、上記した、二種類の発電デバイスを装備した創エネ部７０及び切替部７５以外の他の構成は、上記［実施形態１］のＭＦＰの構成（図１）と変わらない。よって、上記［実施形態１］における先の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００３２】
太陽電池と熱電変換デバイスの二種類の発電デバイスを装備することで、二次電池を充電するために供給する電力量を増やす改良を加えた、本実施形態の電力供給動作について、説明する。
図５は、「機器状態」、「供給電源」の種別、二個の「電池（１）」，「電池（２）」の充電・放電状態、「電池電力」それぞれの関係を、先に図２（Ｂ）に示したと同様に示し、さらに、「機器状態」と関係付けて、「創エネ」として充電に用いる二種類の発電デバイスである太陽電池と熱電変換デバイスの種別を追加して示す図である。
なお、図５において、「機器状態」、「供給電源」の種別、２個の「電池（１）」，「電池（２）」の充電・放電状態は、図２（Ｂ）と同じである、つまり省エネコントローラ１３による二次電池５１、５２の切り替え制御による動作は同じであるから、上記［実施形態１］における先の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００３３】
図５の「機器状態」に対する「創エネ」即ち太陽電池と熱電変換デバイスの種別の関係は、充電に用いる発電デバイスとして、機器が動作中（通常モードの間）で機器内が高温の状態となっているときに、太陽電池７１よりも発電量の大きい熱電変換デバイス７２を選択し、また、省電力モードの間、機器内が高温の状態とならず熱電変換デバイス７２は有効な電源とならないときに、太陽電池７１を選択する切り替えを行う。
なお、上記の太陽電池７１と熱電変換デバイス７２の切り替え動作を除き、二個の二次電池（電池（１），電池（２））側の切り替え動作は、上記［実施形態１］における動作と基本的に変わらないから、図５の「電池電力」に示すように、充電・放電動作を繰り返す充電・放電サイクルの周期が従来方式に比べ、長くなる、という意図した結果が上記［実施形態１］と同様に得られる。
この動作により発電デバイスの発電量全体を増やすことができ、図５の「電池電力」に示すように、二個の二次電池、電池（１），電池（２）のどちらも電力量を高いレベルに維持し、安定に省エネ時の電源供給を行うことができる。
【００３４】
［実施形態４］
この実施形態は、二次電池を充電するために供給する電力量を増やす改良を加えた当該画像処理装置に関する。
上記［実施形態３］では、発電デバイスから供給する電力量によって、二次電池を充電する電力量を増やす方法を採用した。ＭＦＰ等の画像処理装置の機器の仕様は、普通、機器の使用状況や周囲環境を想定して決められ、省電力時の電力を供給するための本実施形態における二次電池、発電デバイスについても、想定した条件に適合する最適な仕様が決められる。
ただ、ユーザーによっては、想定外の使用状況や周囲環境になる場合があり、二次電池に供給する電力が発電デバイスだけでは不足する可能性がある。
【００３５】
そこで、こうした状況に対応する手段として、機器の主電源として用いている商用ＡＣ電源をもとに通常動作時にＤＣ電源を生成するコンバータ２０からの電力によって、二次電池を充電するために供給する電力を補充する。
図６は、本実施形態に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
図６に示すＭＦＰ１では、商用ＡＣ電源をもとに通常動作時にＤＣ電源を生成するコンバータ２０からの電源線を切替部７５に接続するとともに、切替部７５は、二次電池を充電するために供給する電力として、創エネ部７０の太陽電池７１又は熱電変換デバイス７２で発電する電力、コンバータ２０からの電力のどちらかを選択する切り替え動作を行う。
また、選択された創エネ部７０、コンバータ２０のいずれかからの電力は、キャパシタ７６を通して安定化される。
なお、上記した、コンバータ２０からの電源線の接続、二種類の発電デバイスを装備した創エネ部７０及び切替部７５以外の他の構成は、上記［実施形態１］のＭＦＰの構成（図１）と変わらない。よって、上記［実施形態１］における先の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００３６】
太陽電池と熱電変換デバイスの二種類の発電デバイスを装備し、さらコンバータ２０からの電源線を接続することで、二次電池を充電するために供給する電力量を増やすとともに、発電デバイスだけでは足りない電力をコンバータ２０から補充する改良を加えた、本実施形態の電力供給動作について、説明する。
本実施形態の電力供給動作は、基本的には、図５を参照して説明した上記［実施形態３］と同様の動作になる。図５の充電期間にコンバータ２０からの電力の補充が加わる。充電・放電の切り替えは、放電する二次電池側の電池残量が所定量より少なくなるときに、二個の二次電池について、放電側と充電側を互に切り替える制御を行う（図２（Ｂ）の説明、参照）が、この切り替え時における電池残量が異常に少なくなった場合、次の充電サイクルでコンバータ２０からの電力の補充を行う切り替え制御を行う。
【００３７】
ただし、コンバータ２０からの電力の補充を行うタイミングは、「機器状態」が通常動作状態にある時とする。つまり、図５に示す「機器状態」が「動作」の間の一部又は全部をコンバータ２０からの電力によって二次電池の充電を行う。
この理由は、コンバータ２０の変換効率との関係を考慮したからである。
図７は、消費電力と電源（コンバータ）変換効率の関係を示すグラフである。同図のグラフにおける横軸は消費電力、縦軸はコンバータの変換効率にとっている。
コンバータ２０は、商用ＡＣ電源の入力を受け、ＡＣ／ＤＣ変換を行うが、図７に示すように、省エネモードにおける負荷がない状態では、変換効率は低く、負荷が増すにつれて変換効率が高くなって、通常動作時となって、エンジン部及びコントローラ部全部に電力を供給する最大負荷時に変換効率が最も高くなるようにチューニングされている。このため、変換効率が低くなる省エネモード時を選ぶことは、省電力を損なう。よって、コンバータ２０からの電力の補充は、「機器状態」が通常動作状態にある、変換効率が高いタイミングで行う。
なお、この「動作」の期間における充電は、図５においては、熱電変換デバイスの電力による充電期間となっているので、熱電変換デバイスの電力に替えて、コンバータ２０からの電力を用いて充電を行う。
【００３８】
上記のように、本実施形態によれば、二次電池に供給する電力が発電デバイスだけでは不足する状況になった場合でも、変換効率が高い機器の通常動作時のコンバータからの電力による補充により、少ないロスで省電力時に二次電池から供給する電力を確保することができる。
【００３９】
［実施形態５］
この実施形態は、省電力時に電力を供給する二次電池を三個以上搭載した場合に対応して、二次電池の長寿命化と充電効率の向上を意図した充電・放電制御動作を行う当該画像処理装置に関する。
上記各実施形態では、省電力時に電力を供給する二次電池を二個用いる例を示したが、この二次電池は二個に限らず三個以上を用いてもよく、使用数を増やすほど、充電・放電サイクルの周期が長くなり、充電効率を高めることが可能になる。
ただ、三個以上の複数の二次電池を偏って使用した場合、充電・放電サイクルの周期を長くする効果は半減する。充分な効果を得るためには、複数の二次電池をそれぞれ平均的に使用することが必要になる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、個々の二次電池について充電・放電サイクル数の履歴を管理し、二次電池を切り替える際に、管理された充電・放電サイクル数に基づいて、使用する二次電池に充電・放電サイクル数の偏りが生じないように、切り替える二次電池を決める方法を採用する。この方法によって、三個以上の二次電池の使用に対応して、意図する結果を得ることが可能になる。
図８は、本実施形態に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
図８に示すＭＦＰ１では、蓄電部５０に充電・放電が個々に制御される三個の二次電池５１，５２，５３を省エネコントローラ１３の制御下に搭載するとともに、省エネコントローラ１３は、二次電池５１，５２，５３それぞれの充電・放電サイクル数をカウントし、そのカウント数をＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）３０に記録し、管理する。
また、選択された創エネ部７０、コンバータ２０のいずれかからの電力は、キャパシタ７６を通して安定化される。
なお、上記した、三個の二次電池５１，５２，５３を搭載した点及び二次電池５１，５２，５３それぞれの充電・放電サイクル数の管理手段以外の他の構成は、上記［実施形態１］及び［実施形態４］のＭＦＰの構成（図１，図６）と変わらない。よって、上記［実施形態１］及び［実施形態４］における先の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００４１】
三個以上の二次電池を搭載し、省エネ時に用いる電力を放電していた二次電池の残電力量が所定量にまで減った場合、次に電力供給するために充電から放電制御に替える二次電池を選択する本実施形態の電力供給動作について、説明する。
本実施形態の電力供給動作は、基本的には、図５を参照して説明した上記［実施形態３］と同様の動作になる。図５の動作においても、これまで放電していた二次電池の残電力量が所定量にまで減った場合、次の充電・放電サイクルで放電に用いる二次電池への制御の切り替えを行う。ただ、図５の場合、搭載した二次電池は二個であるから、充電から放電制御に替える二次電池は自動的に決まり、選択の必要はない。
【００４２】
本実施形態の場合、次の充電・放電サイクルで放電に用いる二次電池を変更する際、放電制御動作の対象となる二次電池が複数（図８の例では二個）存在するので、対象の中から一つの二次電池を決める必要がある。このとき、省エネコントローラ１３は、使用する二次電池に充電・放電サイクル数の偏りが生じないように、ＮＶＲＡＭ３０に各二次電池の使用履歴として記録し管理されている充電・放電サイクル数の中、対象となる二次電池の数値を参照し、最も使用されていない（充電・放電サイクル数の小さい）二次電池を選択する。
なお、この方法は、図８の例のように三個の二次電池に限らず、三個以上の複数の二次電池を搭載する場合にも適用することができる。
【００４３】
上記のように、本実施形態によれば、使用する二次電池に充電・放電サイクル数の偏りが生じないように、放電に用いる二次電池を選択することで、三個以上の二次電池を省エネ時の電力供給に用いることによって得られる、充電・放電サイクルの周期を長くするための条件を整えることができ、二次電池の長寿命化が実現できる。
【００４４】
［実施形態６］
この実施形態は、省電力時に電力を供給する二次電池を三個以上搭載できる装着部をもつ場合に、装着部への二次電池の実装の有無及び実装された二次電池の出力状態を管理し、二次電池の実装状況、出力状態に応じ、二次電池の長寿命化を意図した充電・放電制御動作を行うようにした当該画像処理装置に関する。
二次電池を三個以上搭載する方式によれば、上記［実施形態５］で説明したように、使用する二次電池に充電・放電サイクル数の偏りが生じないように、放電に用いる二次電池を選択することで、使用数を増やす分だけ充電・放電サイクルの周期を長くすることを可能にし、二次電池の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
ただ、二次電池には寿命があるので、使い続けると出力が低下し、その後寿命に達する。
この劣化による出力状態の変化は、通常、搭載した三個以上の二次電池において、それぞればらついて生じる。
このため、出力が低下した状態の一部の電池をそのまま使い続けること、或いは劣化が進み寿命に達したものを取り外し、残りの電池で使用を続ける、といったことが起こり得る。このような状態を放置し、そのまま使い続けると、意図した充電・放電制御動作が行えなくなる。
【００４６】
そこで、本実施形態では、装着部における二次電池の実装の有無及び実装された個々の二次電池の出力状態を管理し、管理された二次電池の実装の有無及び出力状態に基づいて、切り替え対象となる複数の二次電池の中から切り替える電池を決定する方法を採用する。この方法によって、装着部に三個以上の二次電池を搭載可能とした構成において、二次電池の劣化、故障等に対処し、充電・放電制御動作に不具合が生じることなく、意図した制御動作をできるだけ維持し得るようにする。
【００４７】
図９は、本実施形態に係るＭＦＰのハードウェア構成を示す図である。
図９に示すＭＦＰ１では、蓄電部５０の装着部に、充電・放電が個々に制御される三個の二次電池５１，５２，５３を省エネコントローラ１３の制御下に搭載し、かつ省エネコントローラ１３は、三個の二次電池５１，５２，５３それぞれが装着部に実装されているか否かその実装の有無（図９には、二次電池５３が実装されていない状態を示している）、また、三個の二次電池５１，５２，５３それぞれの電池出力を検知し、故障、劣化による電力不足を認識することにより、使用可能な二次電池の管理をする。なお、二次電池の実装の有無は、センサ、ＳＷ等の物理的な検知手段を装着部で用いることにより実施でき、また、電池出力の監視は、二次電池の放電制御を行う切替部５５で検知し得る。
なお、上記した、三個の二次電池５１，５２，５３の装着部における二次電池の実装の有無及び実装された個々の二次電池の出力状態を管理する上記手段以外の他の構成は、上記［実施形態１］、［実施形態４］及び［実施形態５］のＭＦＰの構成（図１，図６、図８）と変わらない。よって、上記［実施形態１］、［実施形態４］及び［実施形態５］における先の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００４８】
三個以上の二次電池を搭載し、省エネ時に用いる電力を放電していた二次電池の残電力量が所定量にまで減った場合、次に電力供給するために充電から放電制御に替える二次電池を選択する本実施形態の電力供給動作について、説明する。
本実施形態の電力供給動作は、基本的には、図５を参照して説明した上記［実施形態３］と同様の動作になる。図５の動作においても、これまで放電していた二次電池の残電力量が所定量にまで減った場合、次の充電・放電サイクルで放電に用いる二次電池への制御の切り替えを行う。ただ、図５の場合、搭載した二次電池は二個であるから、充電から放電制御に替える二次電池は自動的に決まり、選択の必要はない。
【００４９】
本実施形態の場合、次の充電・放電サイクルで放電に用いる二次電池を変更する際、放電制御動作の対象となる二次電池が複数（図９の例では二個）存在するので、対象の中から一つの二次電池を決める必要がある。このとき、省エネコントローラ１３は、使用する二次電池の実装の有無及び実装された対象となる電池に電力不足がないか、その出力状態を確認し、実装され、故障、劣化のない電池の中から次の充電・放電サイクルで放電に用いる二次電池を選択する。
図９の例では、二次電池５３は実装されていないので、残る二次電池で放電に用いることができる二次電池は、一つだけであるから、この電池を選ぶ。なお、図９の例におけるような装着部に三個の二次電池５１，５２，５３を実装可能な構成の場合、一つを外すと二個になるので、図４の構成となり、図５を参照して説明した充電・放電制御動作となる。
また、この方法は、図８の例のように三個の二次電池に限らず、三個以上の複数の二次電池を搭載する場合にも適用することができる。その際、本実施形態における劣化等の管理を経て、次の充電・放電サイクルで使用できる二次電池が二個以上の電池から選択できる場合、上記［実施形態５］の方法を適用して実際に放電に用いる電池を決めることができる。
【００５０】
上記のように、本実施形態によれば、次の充電・放電サイクルで放電に使用できる二次電池の管理、即ち、電池の実装の有無及び故障、劣化等の発生を確認し、使用に適した電池を選択することで、充電・放電制御動作に不具合が生じることなく、意図した制御動作を維持することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１・・ＭＦＰ、３・・エンジン制御部、４・・メインコントローラ、１１・・ＣＰＵ、１２・・制御ＩＣ、１３・・省エネコントローラ、１４・・ＲＯＭ、１５・・ＲＡＭ、１６・・ホストＩ／Ｆ、１７・・ＰＳＵ、２１・・ＳＷ（スイッチ）、５０・・蓄電部、５１，５２，５３・・二次電池、５５，７５・・切替部、７０・・創エネ部、７１・・太陽電池、７２・・熱電変換デバイス、７６・・キャパシタ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２００２−７８１９６号公報
【特許文献２】特開２００８−２３３２６５号公報
【図１】
2012120272.tif 000003
【図２】
2012120272.tif 000004
【図３】
2012120272.tif 000005
【図４】
2012120272.tif 000006
【図５】
2012120272.tif 000007
【図６】
2012120272.tif 000008
【図７】
2012120272.tif 000009
【図８】
2012120272.tif 000010
【図９】
2012120272.tif 000011