(57)【要約】【課題】省エネモード状態では商用電源からではなく燃料電池から電力を供給し、省エネモード時の商用電源からの消費電力を低減する。【解決手段】まず、湿度センサ、温度センサの情報から省エネモード時に必要となる排出熱や排出水を排出できる電力量を算出する。排出熱や排出水が不要であると判断された場合、燃料電池を使用したとしても排出熱、排出水を有効利用できないため、ユーザに商用電源を使用するか、燃料電池を使用するかを選択させる。排出熱や排出水が必要であると判断された場合には、その電力量が通常の省エネモード時電力で賄えるものなのかを比較し、賄えないのであれば、補助ヒータ、機器内のユニット、デバイスを商用電源によりＯＮとする。また、賄える場合、燃料電池の余剰の電力により、補助ヒータ、機器内のユニット、デバイスをＯＮにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を備える画像形成装置において、
待機時よりも低い電力消費状態である省エネモードで、燃料電池から電力供給を行う手段と、
省エネモード時に機器が必要とする熱及び水分の量に基づいて、燃料電池から排出すべき排出熱と排出水とを計算し、燃料電池のエネルギー変換効率から燃料電池で消費される電力値を算出する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、温度管理が必要な箇所に温度検知手段を備え、該検知手段の読取値と画像形成装置に設定されている管理温度とを比較し、熱が必要な場合に、燃料電池の排出熱を必要部分に提供する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、温度検知手段を定着ユニットに備え、省エネモード時の定着温度を一定に保つ手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、湿度管理が必要な箇所に湿度検知手段を備え、該検知手段の読取値と画像形成装置に設定されている管理湿度とを比較し、水が必要な場合に、燃料電池の排出水を必要部分に提供する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
燃料電池を備える画像形成装置において、
待機時よりも低い電力消費状態である省エネモードで、燃料電池から電力供給を行う手段と、
温度管理が必要な箇所に温度検知手段を備え、かつ、湿度管理が必要な箇所に湿度検知手段を備え、それぞれの検知手段の読取値と設定温度、設定湿度とを比較し、機器に必要な排出熱、排出水を算出し、燃料電池のエネルギー変換効率から燃料電池で消費される電力値を演算する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちいずれか１記載の画像形成装置において、省エネモード時に機器に熱、水分が不要な場合に、電力を商用電源から供給するか、燃料電池から供給するかをユーザに選択させる手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちいずれか１記載の画像形成装置において、機器内の熱を必要とする箇所の全てに補助ヒータによる加熱手段を備え、算出した燃料電池消費電力量が機器の省エネモード電力量よりも大きい場合に、残りの電力で前記加熱ヒータをＯＮとす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、画像形成装置に係り、特に、省電力モードを有し、燃料電池を使用している画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、地球温暖化防止等のための環境問題及びエネルギー問題が深刻な問題となってきている。そのため、近年、エネルギーの変換効率が高く、大気汚染物質をほとんど排出しないクリーンなエネルギーとして、水素と酸素とを化学反応させて電気エネルギーを取り出す燃料電池が注目されてきている。燃料電池は、その発電過程において熱と水とを発生する特性がある。そのため、単純に電力として燃料電池を使用するだけではなく、これらの排出熱、排出水をそれとは別に有効利用する手段が画像形成装置においてもいくつか提案されてきている。
【０００３】
燃料電池から排出される熱及び水を利用した画像形成装置に関する従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術は、燃料電池で生成された水を用いて記録媒体を調湿することにより、燃料電池から排出される水を有効利用するというものである。
【０００４】
また、他の従来技術として、特許文献２等に記載された技術が知られている。この従来技術は、燃料電池を電源として使用し、かつ、排出熱を定着ユニット等の内部ユニットの加熱に利用することにより、エネルギーの有効活用と画像形成装置の消費電力の低減とを図るというものである。
【特許文献１】特開２００６−２５１２６１号公報
【特許文献２】特開２００６−９８７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した従来技術は、いずれも、燃料電池から排出される熱や水の利用方法に関するもので、燃料電池から排出される熱や水の量自体を制御するものではない。元々、燃料電池を使用すれば熱や水の排出は避けることができない。そのため、前述した従来技術は、排出される熱や水の使用を制御したとしても、制御した結果、熱も水も不要という判断になると結局、その熱やのは有効利用がなされなくなってしまうという問題点を生じることになる。
【０００６】
また、近年、省エネの国際基準である「国際エネルギースタープログラム」においてコピー機、プリンタ、ファックス等の適合基準に標準消費電力（ＴＥＣ）試験を採用している。この基準は、１週間の消費電力量を測定するものであり、１週間の消費電力量は、機器の電源を投入したままの状態で、土曜、日曜における低電力モード、オフモード、スリープモードの各モード（以下、省エネモードという）での消費電力量が大きく寄与してしまうことになる。
【０００７】
本発明の目的は、前述したような点に鑑み、省エネモード時において機器が必要とする熱や水分の量に応じて燃料電池の消費電力量を制御し、燃料電池のエネルギーを有効活用すると共に、省エネモード状態では商用電源からではなく燃料電池から電力を供給することにより、省エネモード時の電力をゼロとすることができるようにした燃料電池を使用する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、燃料電池を備える画像形成装置において、待機時よりも低い電力消費状態である省エネモードで、燃料電池から電力供給を行う手段と、省エネモード時に機器が必要とする熱及び水分の量に基づいて、燃料電池から排出すべき排出熱と排出水とを計算し、燃料電池のエネルギー変換効率から燃料電池で消費される電力値を算出する手段を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の手段は、第１の手段において、温度管理が必要な箇所に温度検知手段を備え、該検知手段の読取値と画像形成装置に設定されている管理温度とを比較し、熱が必要な場合に、燃料電池の排出熱を必要部分に提供する手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第３の手段は、第２の手段において、温度検知手段を定着ユニットに備え、省エネモード時の定着温度を一定に保つ手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第４の手段は、第１の手段において、湿度管理が必要な箇所に湿度検知手段を備え、該検知手段の読取値と画像形成装置に設定されている管理湿度とを比較し、水が必要な場合に、燃料電池の排出水を必要部分に提供する手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第５の手段は、燃料電池を備える画像形成装置において、待機時よりも低い電力消費状態である省エネモードで、燃料電池から電力供給を行う手段と、温度管理が必要な箇所に温度検知手段を備え、かつ、湿度管理が必要な箇所に湿度検知手段を備え、それぞれの検知手段の読取値と設定温度、設定湿度とを比較し、機器に必要な排出熱、排出水を算出し、燃料電池のエネルギー変換効率から燃料電池で消費される電力値を演算する手段を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第６の手段は、第１ないし第５の手段のうち何れか１の手段において、省エネモード時に機器に熱、水分が不要な場合に、電力を商用電源から供給するか、燃料電池から供給するかをユーザに選択させる手段を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第７の手段は、第１ないし第６の手段のうち何れか１の手段において、機器内の熱を必要とする箇所の全てに補助ヒータによる加熱手段を備え、算出した燃料電池消費電力量が機器の省エネモード電力量よりも大きい場合に、残りの電力で前記加熱ヒータをＯＮとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、省エネモード時の商用電源からの消費電力を０Ｗにすることができ、かつ、省エネモード中に無駄なく燃料電池のエネルギーを有効活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による画像形成装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施形態による画像形成装置１は、転写紙を給紙する給紙部２、転写紙上に画像を形成する作像部３、画像形成後の転写紙を定着／排紙する定着／排紙部４、定着ヒータ等を補助的に加熱する補助ヒータ５、燃料電池の排出水を蓄水する排出水タンク６、機器内の湿度を検知する湿度センサ７、定着部の温度を検知する温度センサ８、燃料電池９、ユーザからの命令を受け付けて処理するコントローラ部１０、画像形成プロセスを含む全般動作を制御する制御部１１を備えて構成される。
【００１８】
前述した画像形成装置１がコピー機能を有する場合、画像形成装置１は、原稿を読み込むスキャナ部１２、ユーザが画像形成装置１を直接操作するための操作部１３を備えて構成される。
【００１９】
前述において、補助ヒータ５は、定着ヒータの補助加熱だけに限らず、定着ヒータ以外に加熱が必要な箇所（例えば、除湿ヒータ等）の全ての補助加熱を行うものであり、１ヶ所とは限らず複数個所に設けられる。また、湿度センサ７、温度センサ８についても同様に、必要な箇所の全てに設けられる。
【００２０】
一般に、画像形成装置は、通常の待機時とは別に、低消費電力モードやオフ／スリープモード（以下、省エネモードという）等の待機時よりも消費電力の少ない状態を備えている場合が多い。本発明の実施形態は、この省エネモード時には商用電源からではなく燃料電池９から電力を供給することとする。
【００２１】
図２は湿度センサ７を給紙部２に、温度センサ８を定着／排紙部４に取り付けた場合の本発明の実施形態による画像形成装置の構成例を示す図、図３は本発明の実施形態の処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これらの図を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
図２に示す画像形成装置におて、省エネモード中、あるいは、省エネモードへ移行する前に、コントローラ部１０あるいは制御部１１は、前述の温度センサ８、湿度センサ７の値を取り込み、コントローラ部１０、制御部１１に搭載されているＣＰＵが、各センサ値が適正値になるように（適正湿度、適正温度になるように）燃料電池９の排出熱、排出水の量を燃料電池のエネルギー変換効率から算出し、燃料電池９の消費電力量を決定する。
【００２３】
燃料電池９の消費電力量を決定するためのパラメータとしては、例えば、排出熱であれば、画像形成装置の省エネモードからの復帰時間が１０秒以内になるような定着温度を使用し、排出水であれば、画像形成装置１に結露が生じない湿度やプリント動作時に紙詰まりが生じない紙の湿度を使用する。これらのパラメータについては、ユーザが自由に設定できるものとしてもよい。
【００２４】
次に、図３に示すフローを参照して本発明の実施形態での処理動作を説明する。なお、ここで説明する処理は、画像形成装置が省エネ状態に移行したときに開始され、コントローラ部１０あるいは制御部１１が有するＣＰＵにより行われる処理である。また、本発明の実施形態の場合、省エネモード時の消費電力は、機器内の温度や湿度によって変化することになる。
【００２５】
（１）処理が開始されると、まず、温度センサ８、湿度センサ７の値を取り込み、その値と予め決められている、あるいは、ユーザが設定した設定温度、説低湿度の値とを比較し、検出された湿度が適切な値となっているか否かを判定する（ステップ３０１、３０２）。
【００２６】
（２）ステップ３０２の判定で、検出された湿度が適切な値となっていなかった場合、適切な湿度とするために必要な水分量を演算し、さらに、必要な水分量を得ることができる燃料電池の消費電力量を演算する（ステップ３０３、３０４）。
【００２７】
（３）ステップ３０２の判定で、検出された湿度が適切な値となっていた場合、あるいは、ステップ３０４の処理で燃料電池の消費電力量を演算した後、次に、検出された温度が適切な値となっているか否かを判定する（ステップ３０５）。
【００２８】
（４）ステップ３０５の判定で、検出された温度が適切な値となっていなかった場合、適切な温度とするために必要な熱量を演算し、さらに、必要な熱量を得ることができる燃料電池の消費電力量を演算する（ステップ３０６、３０７）。
【００２９】
（５）ステップ３０５の判定で、検出された温度が適切な値となっていた場合、あるいは、ステップ３０７の処理で燃料電池の消費電力量を演算した後、次に、ステップ３０４及びステップ３０７の処理で算出した燃料電池の消費電力量に基づいて、湿度、温度を適切にするための燃料電池の消費電力量を決定する（ステップ３０８）。
【００３０】
（６）次に、燃料電池からの排出熱、排出水が不要であるか否かを、湿度センサ７、温度センサ８の検出値に基づいて判定し、排出熱、排出水が不要であった場合、燃料電池９を使用したとしても排出熱、排出水を有効利用できなくなってしまうため、ユーザに商用電源を使用するか、燃料電池９を使用するかを選択させて、ここでの処理を終了する（ステップ３０９、３１０）。
【００３１】
（７）ステップ３０９の判定で、排出熱、排出水が必要であった場合、ステップ３０８の処理で決定した燃料電池の消費電力量が画像形成装置の省エネ時の消費電力より小さいか否かを判定し、燃料電池の消費電力量が画像形成装置の省エネ時の消費電力より大きかった場合、燃料電池９を使用して画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができ、かつ、余裕もあるので、省エネ状態で必要な補助ヒータ５、機器内のユニットあるいはユニット内のデバイスを燃料電池から電力を供給するようにＯＮとして、画像形成装置の電源として燃料電池を使用する状態でここでの処理を終了する（ステップ３１１、３１２）。
【００３２】
（８）ステップ３１１の判定で、燃料電池の消費電力量が画像形成装置の省エネ時の消費電力より小さかった場合、燃料電池９の使用では画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができないので、補助ヒータ５を１つずつ順次、商用電源から電力を供給するようにＯＮとし、燃料電池からの電力供給量を低減させて、燃料電池の消費電力量で画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができるか否かを判定し、燃料電池の消費電力量で画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができるようになった場合、画像形成装置の電源として燃料電池を使用する状態でここでの処理を終了する（ステップ３１３、３１４）。
【００３３】
（９）ステップ３１４の判定で、燃料電池の消費電力量で画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができなかった場合、補助ヒータ５の全てをＯＮとしたか否かを判定し、全てをＯＮとしていなかった場合、ステップ３１３からの処理に戻って、次の補助ヒータをＯＮとして処理を続ける（ステップ３１５）。
【００３４】
（10）ステップ３１５の判定で、全ての補助ヒータをＯＮとしていた場合、すなわち、全ての補助ヒータをＯＮとしたにもかかわらず、燃料電池９を使用して画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができなかった場合、商用電源を使用する機器内のユニットあるいはユニット内のデバイスを１つずつ順次、商用電源から電力を供給するようにＯＮとし、燃料電池からの電力供給量を低減させて、燃料電池の消費電力量で画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができるか否かを判定し、燃料電池の消費電力量で画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができるようになった場合、画像形成装置の電源として燃料電池を使用する状態でここでの処理を終了する（ステップ３１６、３１７）。
【００３５】
（11）ステップ３１７の判定で、燃料電池の消費電力量で画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができなかった場合、見かけ上省エネモードに見える商用電源を使用する機器内のユニットあるいはユニット内のデバイスの全てをＯＮとしたか否かを判定し、全てをＯＮとしていなかった場合、ステップ３１５からの処理に戻って、次のユニット、デバイスをＯＮとして処理を続け、全てをＯＮとしたても、燃料電池の消費電力量だけでは画像形成装置の省エネ時の消費電力を賄うことができなかった場合、画像形成装置の電源として燃料電池で賄える範囲で燃料電池を使用する状態でここでの処理を終了する（ステップ３１８）。
【００３６】
前述した処理において、最終的には待機時の電力消費量と同等になってしまうことも想定されるが、その場合には、操作部１３等のユーザから見える部分だけは省エネモード時と同等にしておき、ユーザの見た目にはあたかも省エネモード状態であるかのようにしておく。
【００３７】
前述した本発明の実施形態での各処理は、プログラムにより構成し、本発明が備えるＣＰＵに実行させることができ、また、それらのプログラムは、ＦＤ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納して提供することができ、また、ネットワークを介してディジタル情報により提供することができる。
【００３８】
前述した本発明の実施形態によれば、省エネモード中、燃料電池から電力を供給し、省エネモード中に必要な熱、水分量から燃料電池の消費電力量を決定しているので、省エネモード時の商用電源からの消費電力を０Ｗにすることができ、かつ、省エネモード中に無駄なく燃料電池のエネルギーを有効活用することができる。
【００３９】
また、本発明の実施形態によれば、温度センサ等の温度検知手段及び湿度センサなどの湿度検出手段を用いて、省エネモード時でも商用電源からの電力供給を受けることなく機器内の温度や湿度を適切な状態に保つことができるので、商用電源からの省エネモード時の電力を０Ｗのままで、無駄なく燃料電池エネルギーを有効活用でき、かつ、適切な機器環境を保つことができる。
【００４０】
また、本発明の実施形態によれば、ユーザが温度や湿度の設定値を自由に変更することができるので、例えば、定着温度等を省エネモードからの立上げ希望時間に合わせて設定することにより、ユーザがストレスを感じない時間内での省エネモードからの復帰が可能となる。
【００４１】
また、本発明の実施形態によれば、省エネモード時に機器内で燃料電池の排出熱、排出水を有効利用できない場合に、ユーザが電力供給元を燃料電池か商用電源かを選択することができるので、排出物を出すのか、電気代を払うのかを選択することができるようになり、ユーザの自由度を向上することができる。
【００４２】
また、本発明の実施形態によれば、機器内で熱を必要とする箇所には定着ヒータとは別に補助ヒータを備えているので、たとえ燃料電池の消費電力量が省エネモード電力量より大きいという演算結果となったとしても補助ヒータで電力が消費できるため、無駄なくエネルギーを有効活用でき、定着補助ヒータとして使用する場合には、省エネモードからの復帰時間を短縮することも可能となる。
【００４３】
また、本発明の実施形態によれば、燃料電池の消費電力量を補助ヒータでも賄いきれない場合は、見かけ上省エネモードのままで、機器内のユニットやデバイスの電源を商用電源からオンすることとしているため、ユーザにとっては商用電源の消費電力を小さく抑えることができ、エネルギーの有効活用を図ることができ、機器の最適環境を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】湿度センサを給紙部に、温度センサを定着／排紙部に取り付けた場合の本発明の実施形態による画像形成装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の処理動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１  画像形成装置
２  給紙部
３  作像部
４  定着／排紙部
５  補助ヒータ
６  排出水タンク
７  湿度センサ
８  温度センサ
９  燃料電池
１０  コントローラ部
１１  制御部
１２  スキャナ部
１３  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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