(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の各部へ電力を供給する主電源と、太陽電池と、前記主電源または前記太陽電池によって充電される二次電池とを備え、さらに省エネルギーモード時に前記主電源の動作を停止し、前記二次電池により装置本体の各部へ電力を供給する制御を行う制御手段を備えた画像形成装置であって、
前記二次電池の給電状態を監視する電源閾値検出手段を備え、
前記制御手段は、省エネルギーモード時に前記二次電池の電圧が降下してある閾値以下になったことが前記電源閾値検出手段に検出された場合には、前記二次電池から装置本体の各部へ電力を供給する経路を遮断することを特徴とし、
省エネルギーモード時に前記二次電池から電力を供給する経路は複数存在し、
前記電源閾値検出手段内に前記二次電池の電圧の閾値を経路の数だけ設定し、前記制御手段は電圧の降下状況に応じて段階的に、経路を遮断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
段階的な経路の遮断に関わらず前記二次電池の電圧降下が続き、ある閾値以下になった場合には、前記制御手段は前記二次電池から前記主電源に動作を切替えて省エネルギーモードを続行させ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】
省エネルギーモード中に前記二次電池への蓄電が行われて電圧が上昇し、ある閾値を超えた場合には、前記制御手段は前記主電源から前記二次電池に動作を切替えて省エネルギーモードを続行させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の、未定着トナー像を加熱定着する電子写真方式の画像形成装置に関し、特に省エネルギー（省エネ）モードを有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より画像形成装置の消費電力を低減する手段として太陽電池を使用する発明が特開平７−２７１２４９号公報に開示されている。また、特開平１０−１６４２９３号公報、特開２００１−６９６８７号公報においては、スタンバイ時において太陽電池を起動させる発明の開示がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平７−２７１２４９号公報では画像形成装置の消費電力を低減する手段として太陽電池から電力を供給する技術が報告されている。しかし定着ヒータを具備する画像形成装置はプリント時の消費電力が卓上型機においても数百Ｗ以上必要とするものが一般的であり、このような大電力を太陽電池から供給するには大型の太陽電池パネルを設置することが必要となり、コスト上の問題がある。
【０００４】
また特開平１０−１６４２９３号公報、特開２００１−６９６８７号公報にはスタンバイ時における消費電力は太陽電池によって蓄電された電源から供給され、またその電源は、蓄電量が不足した際には商用電源から給電される主電源から蓄電される技術が報告されている。ここで定着ヒータを具備する画像形成装置にあっては、スタンバイ時の省エネ消費電力値はＺＥＳＭやＥＮＥＲＧＹ−ＳＴＡＲなどの国際規約で規定されている。これは、非常に厳しい値であるがこれを遵守する義務がある。
【０００５】
その結果、スタンバイ時において太陽電池によって蓄電された電源が蓄電量の不足などにより、主電源から蓄電を受けるとその分の負荷が高くなってしまい、結果として消費電力が上昇してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点を総じて解決し、省エネモード時の消費電力を一層低減させることができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、装置本体の各部へ電力を供給する主電源と、太陽電池と、前記主電源または前記太陽電池によって充電される二次電池とを備え、さらに省エネルギーモード時に前記主電源の動作を停止し、前記二次電池により装置本体の各部へ電力を供給する制御を行う制御手段を備えた画像形成装置であって、前記二次電池の給電状態を監視する電源閾値検出手段を備え、前記制御手段は、省エネルギーモード時に前記二次電池の電圧が降下してある閾値以下になったことが前記電源閾値検出手段に検出された場合には、前記二次電池から装置本体の各部へ電力を供給する経路を遮断することを特徴とし、省エネルギーモード時に前記二次電池から電力を供給する経路は複数存在し、前記電源閾値検出手段内に前記二次電池の電圧の閾値を経路の数だけ設定し、前記制御手段は電圧の降下状況に応じて段階的に、経路を遮断することを特徴とする画像形成装置を最も主要な特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、段階的な経路の遮断に関わらず前記二次電池の電圧降下が続き、ある閾値以下になった場合には、前記制御手段は前記二次電池から前記主電源に動作を切替えて省エネルギーモードを続行させる請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、省エネルギーモード中に前記二次電池への蓄電が行われて電圧が上昇し、ある閾値を超えた場合には、前記制御手段は前記主電源から前記二次電池に動作を切替えて省エネルギーモードを続行させる請求項２記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態における画像形成装置の電源部を示したブロック図である。この電源部は大別すると主電源や二次電池などを含む電源回路部１と商用電源２と太陽電池３とＣＰＵ４から構成される。
【００１２】
電源回路部１は以下のように構成される。主電源５はスイッチング電源であり、商用電源２からの交流電圧を整流し、直流電圧（５Ｖ, ２４Ｖなど）を発生させる。二次電池６は太陽電池４および補充電回路８を介して主電源５から蓄電されて画像形成装置の省エネモード時に直流電圧を発生させる。電圧閾値検出回路７は二次電池６から給電された電圧値を読み取って二次電池６の給電状態を監視する。補充電回路８は画像形成装置の動作時に主電源５を介して整流された直流電圧を二次電池６に補充電する。制御回路９は画像形成装置が省エネモードに入ったときに電圧閾値検出回路７から信号が入力されると、二次電池６から装置各部へ供給される５Ｖ, ２４Ｖなどの直流電圧の経路を遮断する信号を出力する。電源遮断回路１０，１１，１２は電源経路をメカ的に遮断する回路であり、制御回路９からの信号によって経路の遮断を行う。ＣＰＵ４は画像形成装置の動作モード時と省エネモード時で主電源５と二次電池６の出力の切替えを行う。
【００１３】
このように構成された電源部についてその動作を以下に説明する。太陽電池３は昼間時において、照射される太陽光もしくは室内照明の照射レベル強度に応じた電力を発電し、電源部１の二次電池６を蓄電する。この二次電池６は画像形成装置が省エネモードに入ったときに装置の各部に電力が供給される電源となる。画像形成装置の電源がＯＮされると最初にスイッチング電源である主電源５が起動し、負荷となる装置各部への直流電圧の出力を開始する。本実施形態では負荷出力となる電圧は２４Ｖ：駆動系、５Ｖ：エンジン制御系、３．３Ｖ：ＬＤ系、３．３Ｖ：コントローラ系とする。このとき二次電池６は太陽電池３から蓄電され、かつ主電源５から補充電回路８を介して蓄電されているが、ＣＰＵ４の制御により出力はされない。この後、画像形成装置がプリント動作を行う動作状態が断続的に続く限り、電源部はこの状態が保持される。
【００１４】
次に画像形成装置が省エネモードに入ったとき、ＣＰＵ４から制御信号が出力されて二次電池６が起動し、その直後にＣＰＵ４からの制御信号により主電源５の動作が停止される。ここで主電源を停止させる方法としては、スイッチング電源の制御ＬＳＩに入力される信号の論理を変更すればよい。主電源５が停止するため、動作時において補充電回路８を介して二次電池６に行われていた蓄電は停止され、二次電池６への蓄電は太陽電池３からのみとなる。起動した二次電池６は動作時における主電源５と同様に装置各部への直流電圧の出力を開始するが、省エネモードに伴い駆動系、エンジン制御系、ＬＤ系は停止状態にあるため、出力負荷は動作時と比較して微少なものとなる。一般的には省エネモード時における消費電力は１０Ｗ以下であり、二次電池６だけで長時間の使用に対応可能となる。
【００１５】
このように省エネモード状態において起動している電源は二次電池６であり、商用電源２から給電される主電源５は停止しているため、消費電力はほぼ０Ｗを達成していることになる。また二次電池６は動作モード時において主電源５と太陽電池３から蓄電されているため、省エネモード時において比較的長時間の使用に対応可能となる。
【００１６】
省エネモードにおける二次電池６の電気容量は、電圧閾値検出回路７によって常に監視されている。この省エネモードが長く続いた場合で太陽電池３への照射状態が何らかの理由により悪化した場合は、二次電池６への蓄電は行われなくなり、その結果二次電池６の電圧は徐々に低下していく。電圧閾値検出回路７はこれを監視しており、二次電池の電圧がある閾値（ａ）になった場合には制御回路９に信号を送る。制御回路９はこの信号を受けると二次電池６が出力している負荷のうち、まず２４Ｖ：駆動系を電源遮断回路１０に信号を送ることによってメカ的に遮断する。２４Ｖ：駆動系は省エネモード時においても微少の電流が流れているため、その負荷となる経路をメカ的に遮断することによって二次電池６にかかる負荷はその分小さくなり、電圧の低下も緩やかなものとなって二次電池６の寿命が延長されることになる。
【００１７】
この状態で接続されている負荷は５Ｖ：エンジン制御系、３．３Ｖ：ＬＤ系、３．３Ｖ：コントローラ系であるが、その後これらの負荷のために二次電池６の電圧がさらに低下し、（ａ）よりも低いある閾値（ｂ）になった場合には制御回路９に再度信号を送り、今度は５Ｖ：エンジン制御系の電源遮断回路１１をメカ的に遮断する。同様に二次電池６の電圧が（ｂ）よりも低いある閾値（ｃ）になった場合には３．３Ｖ：ＬＤ系の電源遮断回路１２をメカ的に遮断する。３．３Ｖ：コントローラ系は省エネモード時においても電力の供給を必要とするため、負荷経路の遮断は行われない。したがって３．３Ｖ：コントローラ系から電力を供給されるＣＰＵ４は省エネモード時においても動作している。遮断回路の遮断を行う制御回路９はＣＰＵ４によって制御されており、省エネモード時においてのみ電圧閾値検出回路７の信号に応じて遮断を実施するものである。
【００１８】
このように二次電池６にかかる負荷を段階的にひとつずつ遮断することによって一度にすべての負荷を遮断する場合に比べて遮断に要する電力は軽微なものとなり、その結果、二次電池６の延命を図ることができる。
【００１９】
さらに遮断回路により遮断できる負荷をすべて遮断した場合においても二次電池６の電圧が低下した場合であるが、このときは二次電池６の電圧が（ｃ）よりも低いある閾値（ｄ）に達すると、電圧閾値検出回路７はＣＰＵ４に信号を送り、ＣＰＵ４はこの信号を受けると二次電池６の出力を停止させ、主電源５を起動させる。このとき遮断回路１０，１１，１２は遮断されたままの状態で構わない。主電源５はこの状態で接続されている負荷である３．３Ｖ：コントローラ系に電力を供給して省エネモードを続行させる。ただし主電源５にとって不要な負荷を増加させないために省エネモード時において補充電回路８を介して二次電池６への蓄電は行わないようにする。
【００２０】
一連の動作中において太陽電池３への照射状態が良好に転じた場合は太陽電池３から二次電池６への蓄電が常に開始されるようになっている。この状態において二次電池６への蓄電が開始されると、二次電池６の電圧が徐々に上昇していく。やがて前記閾値（ｄ）に到達すると電圧閾値検出回路７はＣＰＵ４に再度制御信号を送り、ＣＰＵ４はこの信号を受けると二次電池６を起動させ、主電源５の動作を停止させる。そして二次電池６は３．３Ｖ：コントローラ系に電力を供給して省エネモードを続行させる。
【００２１】
この後、画像形成装置が省エネモードから動作モードに移行した場合にはＣＰＵ４が制御信号を送り、主電源５を起動させ、遮断されている負荷をすべて元の状態に接続させ、二次電池６の出力を停止させる。このように省エネモード時における主電源５の起動時間を二次電池６の蓄電量が不足した場合のみに抑えることにより、トータルでみた場合の省エネ時消費電力を低減させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、省エネモード時において二次電池から装置各部へ給電される経路を遮断することにより、二次電池にかかる負荷を低減し、二次電池による省エネモードを長く維持することが可能になる。
【００２３】
さらに、装置各部へ給電される経路の遮断を段階的にひとつずつ行うことにより、遮断に要する電力は一度に行う場合に比べて軽微なものとなり、二次電池にかかる負荷が低減され、二次電池による省エネモードを長く維持することが可能になる効果がある。
【００２４】
また、省エネモード時における主電源の起動を必要最小限に抑えることができ、トータル的に消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置の電源部を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  電源回路部
２  商用電源
３  太陽電池
４  ＣＰＵ（制御手段）
５  主電源
６  二次電池
７  電源閾値検出回路
８  補充電回路
９  制御回路（制御手段）
１０、１１、１２  電源遮断回路
【図１】
0004365052.tif 000002