JP2005033914A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電可能な電源の寿命を比較的簡単に予測可能にすること。
【解決手段】AC電源201からのAC電力をDC電力に変換して機内各部に対して電力供給を行なうAC/DCコンバータ203と、蓄電可能な蓄電可能電源207と、AC/DCコンバータ203による充電と蓄電可能電源207と放電の切り替えを行なう充放電経路切替スイッチ208と、を有し、蓄電可能電源207に関する寿命パラメータをあらかじめ格納しておく記憶部206と、記憶部206に格納されている寿命パラメータにしたがって蓄電可能電源207の寿命を予測する本体制御部205と、を備える。
【選択図】 図2
【解決手段】AC電源201からのAC電力をDC電力に変換して機内各部に対して電力供給を行なうAC/DCコンバータ203と、蓄電可能な蓄電可能電源207と、AC/DCコンバータ203による充電と蓄電可能電源207と放電の切り替えを行なう充放電経路切替スイッチ208と、を有し、蓄電可能電源207に関する寿命パラメータをあらかじめ格納しておく記憶部206と、記憶部206に格納されている寿命パラメータにしたがって蓄電可能電源207の寿命を予測する本体制御部205と、を備える。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に関し、より詳細には、主電源の他に、蓄電可能な補助電源を有し、この補助電源の寿命を予測する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、地球環境保全の強まりにより画像形成装置においても消費電力を低減するために省エネルギー施策が行なわれている。特に、画像形成動作を行なわない待機時に定着温度を下げて余熱状態にする省エネルギーモードが設けられている。また、電力消費量が多い定着装置(定着ヒータ)への電力消費を抑制する狙いにより、メインのAC/DCコンバータ以外に、蓄電可能な電源を備えた画像形成装置が知られている。特に、蓄電可能な電源には、充電時間が短くかつ大電流を放電することが可能な電気二重層コンデサが用いられている(たとえば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−315567号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるような蓄電可能な電源を用いた画像形成装置にあっては、その電源に寿命があるためそのまま継続すると突然寿命がくることになると、寿命発生時に装置が本来の機能を果たさなくなる事態が生じるため、交換が必要であった。ところが、上記寿命の予測ができないために、交換までの間装置を停止させなければならず、つまり装置のダウンタイムが長くなって画像形成動作ができず作業効率を低下させるという問題点があった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電可能な電源の寿命を比較的簡単に予測可能にすることを第1の目的とする。
【0006】
また、蓄電可能な電源の残寿命を報知し、迅速な対応を可能にして機械のダウンタイム低減を図ることを第2の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1にかかる画像形成装置にあっては、主電源からのAC電力をDC電力に変換して機内各部に対して電力供給を行なうAC/DCコンバータと、蓄電可能なDC補助電源と、前記AC/DCコンバータによる前記DC補助電源への充電と前記DC補助電源からの放電の切り替えを行なう切替手段と、を有する画像形成装置において、前記DC補助電源に関する寿命パラメータをあらかじめ格納しておく寿命パラメータ手段と、前記寿命パラメータ手段に格納されている寿命パラメータにしたがって前記DC補助電源の寿命を予測する寿命予測手段と、を備えたものである。
【0008】
この発明によれば、DC負荷に対して電力を供給する蓄電可能なDC補助電源を有する画像形成装置において、この蓄電可能なDC電源の寿命を予測するためにあらかじめ所定のパラメータを設定し、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することにより、簡単な構成での寿命予測が可能になる。
【0009】
また、請求項2にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の周囲温度とするものである。
【0010】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用環境温度に左右されることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の周囲温度に関するパラメータを格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0011】
また、請求項3にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の周囲温度と使用時間とするものである。
【0012】
この発明によれば、請求項1において、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と周囲温度との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0013】
また、請求項4にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の充放電回数とするものである。
【0014】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源の寿命には充放電回数が寄与することから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充放電回数との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0015】
また、請求項5にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の充電所要時間とするものである。
【0016】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって充電所要時間が長くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充電所要時間との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0017】
また、請求項6にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の放電可能時間とするものである。
【0018】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって放電可能時間が短くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と放電可能時間との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0019】
また、請求項7にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命予測手段は、前記DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照するものである。
【0020】
この発明によれば、請求項1において、DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照して寿命予測を行なうことにより、さらに確実な寿命予測が可能になる。
【0021】
また、請求項8にかかる画像形成装置にあっては、前記蓄電可能なDC補助電源は、電気二重層コンデンサである。
【0022】
この発明によれば、請求項1〜7の何れか一つにおいて、電気二重層コンデンサを蓄電可能なDC補助電源として用いることにより、電気二重層コンデンサ自体が有する優れた特性を活用した上で、その寿命予測が可能になる。
【0023】
また、請求項9にかかる画像形成装置にあっては、さらに、前記寿命予測手段の予測結果を表示出力する表示出力手段を備えたものである。
【0024】
この発明によれば、請求項1〜8の何れか一つにおいて、蓄電可能な電源の寿命を予測し、その結果を表示出力することにより、その後の処置が迅速に行なうことが可能になる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる画像形成装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【0026】
(実施の形態1)
〔画像形成装置の構成〕
図1は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。この画像形成装置は、いわゆる、マルチファンクションタイプであり、複写機能と、これ以外の機能、たとえばプリンタ機能、ファクシミリ機能とを有し、操作部のアプリケーション切り替えキーにより複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能である。すなわち、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【0027】
まず、複写モードでは、つぎのように動作する。自動原稿送り装置(以下、ADFという)101においては、原稿台102に原稿がその画像面を上にしてセットされる原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿が給送ローラ103、給送ベルト104によってコンタクトガラス105上の所定の位置に給送される。ADF101は一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス105上の原稿は、画像入力手段としての画像読み取り装置106によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト104、排送ローラ107によって排紙台108上に排出される。
【0028】
原稿セット検出器109にて原稿台102上につぎの原稿が有ることが検出された場合には、同様に原稿台102上の一番下の原稿が給紙ローラ103、給送ベルト104によってコンタクトガラス105上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス105上の原稿は、画像読み取り装置106によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト104、排送ローラ107によって排紙台108上に排出される。ここで、給送ローラ3、給送ベルト4および排送ローラ7は搬送モータ(不図示)によって駆動される。
【0029】
画像読み取り装置106では、コンタクトガラス105上の原稿を光源128で照射しその反射光を第1ミラー129でつぎの第2ミラー130、第3ミラー131に導き、レンズ132を介してCCDイメージセンサ133に結像させることにより、光学画像を電気的な画像情報として取得する。
【0030】
第1給紙装置110、第2給紙装置111、第3給紙装置112は、操作部からの給紙選択あるいは用紙自動選択されたときに、それぞれ第1トレイ113、第2トレイ114、第3トレイ115に積載された転写材としての記録紙を給紙し、この記録紙は縦搬送ユニット116によって像担持体としての感光体ドラム117に当接する位置まで搬送される。なお、感光体ドラム117は、メインモータ(不図示)により回転駆動される。
【0031】
画像読み取り装置106にて原稿から読み込まれた画像データは図示しない画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット118によって光情報に変換され、感光体ドラム117は図示しない帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット118からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。
この感光体ドラム117上の静電潜像は現像装置119により現像されてトナー像となる。
【0032】
書き込みユニット118は、上記画像読み取り装置106から出力される画像情報あるいは外部機器から供給される印刷情報にしたがって、レーザユニット134を変調駆動し、ポリゴンスキャナ、fθレンズ、各補正レンズなどを介し、ミラー136に導きて感光体ドラム117に当該画像を書き込む。
【0033】
搬送ベルト120は、用紙搬送手段および転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット116からの記録紙を感光体ドラム117と等速で搬送しながら感光体ドラム117上のトナー像を記録紙に転写させる。この記録紙は、定着装置121によりトナー像が定着され、排紙ユニット122により排紙トレイ123に排出される。感光体ドラム117はトナー像が転写された後に図示しないクリーニング装置によりクリーニングされる。なお、感光体ドラム117、帯電器、書き込みユニット118、現像装置119、転写手段は画像データにより画像を記録紙上に形成する画像形成手段を構成している。
【0034】
以上の動作は通常のモードで用紙の片面に画像を複写するときの動作であるが、両面モードで記録紙の両面に画像を複写する場合には、それぞれの給紙トレイ113〜115のいずれかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された記録紙は、排紙ユニット122により排紙トレイ123側ではなく両面入紙搬送路124側に切り替えられ、反転ユニット125によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット126へ搬送される。
【0035】
この両面搬送ユニット126へ搬送された記録紙は、両面搬送ユニット126により縦搬送ユニット116へ搬送され、縦搬送ユニット116により感光体ドラム117に当接する位置まで搬送され、感光体ドラム117上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて定着装置121でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット122により排紙トレイ123に排出される。
【0036】
また、記録紙を反転して排出する場合には、反転ユニット125によりスイッチバックされて表裏が反転された記録紙は、両面搬送ユニット126に搬送されずに反転排紙搬送路127を経て排紙ユニット122により排紙トレイ123に排出される。
【0037】
プリントモードでは、上記読み取って処理された画像データの代りに外部からの画像データが書き込みユニット118に入力されて上述の画像形成手段により記録紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、上記画像読み取り手段からの画像データが図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて書き込みユニット118に入力されることにより、上述の画像形成手段により記録紙上に画像が形成される。
【0038】
図2は、本発明の実施の形態1にかかる画像形成装置の主要構成を示すブロック図である。図において、符号201はたとえば100Vの商用電源として提供されるAC電源、符号202はON/OFF操作により機械への電源投入/遮断が行なわれる電源スイッチ、符号203はAC電力から機内で必要なDC電源に変換し、各負荷へ電力を供給するAC/DCコンバータ、符号204aはDC電源で駆動される各種の負荷、符号205はマイクロコンピュータシステムにより構成され本装置を統括的に制御する本体制御部、符号206は寿命予測用とて参照されるパラメータが格納されている記憶部である。
【0039】
また、符号207はAC/DCコンバータ203からの充電用DCにより蓄電する蓄電可能電源、符号208は本体制御部205からの充放電切替SW信号にしたがって充電と放電の経路を切り替える充放電経路切替スイッチ、符号209は充電用DC電圧を監視し本体制御部205にフィードバックする電圧監視部、符号210は蓄電可能電源207の放電DC電圧を監視し本体制御部205にフィードバックする電圧監視部、符号204bは蓄電可能電源207により給電される負荷である。
【0040】
AC電源は、主に定着部121とAC/DCコンバータ203に分配される。AC/DCコンバータ203へのAC電力の供給は、電源スイッチ202を介して行なわれ、この電源スイッチ202のOFF操作により機械への電源が遮断される。AC/DCコンバータ203は、供給されたAC電力から機内で必要なDC電源に変換し、本体制御部205や負荷204aへDC電力を供給する。
【0041】
図3は、図1における記憶部206に格納されている寿命パラメータテーブルの例を示す説明図である。この寿命パラメータテーブル220としては、蓄電可能電源207の周囲温度と寿命との関係を示す周囲温度パラメータ221、蓄電可能電源207の周囲温度と使用時間との関係による周囲温度vs使用時間パラメータ222、蓄電可能電源207の充放電回数に関する充放電回数パラメータ223、蓄電可能電源207の充電所要時間に関する充電時間パラメータ224、蓄電可能電源207の放電可能時間に関する放電時間パラメータ225などをあらかじめ格納しておく。これらのデータは実験によってあらかじめ確認したものや、電池メーカにより提供される値である。
【0042】
たとえば、周囲温度パラメータ221としては、図4に示すような関係を記憶部206あらかじめ設定しておく。一般的に、蓄電可能電源207の寿命は、その使用環境温度に大きく左右され、周囲温度が高ければ高いほど寿命が短くなる。
【0043】
この画像形成装置には、AC電源201からAC電力が入力され、電源スイッチ202を介してAC/DCコンバータ203に入力される経路と、直接、定着ヒータを駆動する定着部121に入力される経路とに分配される。AC/DCコンバータ203は、AC電源201から機内の各部(負荷204a)を制御するためのDC電源(5V,12V,24Vなど)を生成する。このDC電源は、画像形成装置を制御するための本体制御部205や機内の各負荷204aへ供給される。
【0044】
本体制御部205は、画像形成動作や各モードにしたがってこれらの負荷204aや定着部121を制御する。画像形成動作時には、前述した画像プロセスにしたがって画像書き込み、作像、給紙、定着などを順次行なって記録紙に印字し出力する。
【0045】
蓄電可能電源207は、充電と放電が可能である、このとき、本体制御部205は充放電切替スイッチ208に充放電切替SW信号を出力することによって充電と放電の経路を切り替える。この切り替えは、蓄電可能電源207の充電用DC電圧を電圧監視部209で監視し、また電圧監視部210で放電用DC電圧を本体制御部205にフィードバックし、本体制御部205があらかじめ決められた値と比較することによって行なわれる。なお、これは一例であり、充電と放電との切り替え可能な構成であればこれに限らない。
【0046】
さて、蓄電可能電源207には当然なことであるが寿命が存在する。この寿命が短いと機械寿命を満足しない場合が発生する可能性が生じたり、あるいは機械にダメージを与えて不要なダウンタイムが発生するなど、ユーザの利便性を損なう場合が考えられる。そのため、蓄電可能電源207の寿命を予測し、寿命時に交換する場合にもダウンタイムを極力なくすことが必要である。そこで、この実施の形態では、あらかじめ決められた寿命予測用のパラメータをたとえば図3に示すように記憶部206に格納しておき、このパラメータに基づいて寿命を予測するものである。
【0047】
蓄電可能電源207の寿命は、使用環境や使用条件などによって大きく異なる。したがって、これらのパラメータを図3に示すように寿命までのモデルケースをあらかじめ設定し、記憶部206に格納しておく。一方、本体制御部205は、機内の使用環境や使用条件を監視し、使用情報を入力する。本体制御部205は、これらの使用情報を上記パラメータと比較することにより、蓄電可能電源207の残寿命を予測する。これにより、蓄電可能電源207の寿命を簡単に常時把握することが可能になる。したがって、突然、蓄電可能電源207の残寿命が到来することによる不要なダウンタイムを招来させるような状況を回避することができる。
【0048】
(実施の形態2)
この実施の形態2では、蓄電可能電源207の周囲温度を監視し、その監視結果にしたがって蓄電可能電源207の寿命を予測する例について説明する。
【0049】
図5は、本発明にかかる実施の形態2の画像形成装置の構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、前述の図2に示した構成に対して電源周囲温度監視部211を蓄電可能電源207の近傍に設けたものである。なお、他の構成およびその機能は図2と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。また、画像形成装置は図1と同一構成とする。
【0050】
電源周囲温度監視部211を構成する素子としは、熱電対などの温度センサを用いればよい。また、この他に周囲温度を検知することができる素子であれば何であってもよい。
【0051】
図6は、本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。前述したように、記憶部206にあらかじめ蓄電可能電源207の使用周囲温度に対する寿命の関係を格納しておく(図3、図4参照)。たとえば、使用周囲温度X℃で蓄電可能電源207を使用した場合、何時間後に寿命となるかを格納しておく。
【0052】
図6において、まず、電源周囲温度監視部211により蓄電可能電源207の周囲温度を検出する(ステップS11)。続いて、この周囲温度を周囲温度パラメータ221(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS12)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS13)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0053】
したがって、蓄電可能電源207の周囲温度を電源周囲温度監視部211によって検出し、この検出温度とあらかじめ定めた寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0054】
(実施の形態3)
この実施の形態3では、蓄電可能電源207の周囲温度を監視し、かつ使用時間を計測し、これらの結果にしたがって蓄電可能電源207の寿命を予測する例について説明する。
【0055】
図7は、本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、前述の図5に示した構成に対して本体制御部205内に蓄電可能電源207の使用時間を計測するタイマ212を設けたものである。なお、他の構成およびその機能は図5と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。また、画像形成装置は図1と同一構成とする。
【0056】
一般的に、蓄電可能電源207の寿命は、周囲温度条件に左右されることは先に述べた通りである。ここでは、さらにその環境下で、どの程度の時間稼動したかも大きなパラメータとなることが知られている。そこで、前述したように、記憶部206にあらかじめ蓄電可能電源207の使用周囲温度とその環境下においての使用時間との関係を寿命パラメータとして格納しておく(図3参照)。
【0057】
図8は、本発明の実施の形態3にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図8において、まず、電源周囲温度監視部211により蓄電可能電源207の周囲温度を検出し(ステップS21)、さらにその使用時間をタイマ212で計測する(ステップS22)。続いて、この周囲温度と使用時間とを周囲温度vs使用時間パラメータ222(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS23)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS24)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0058】
したがって、蓄電可能電源207の周囲温度を電源周囲温度監視部211によって検出し、さらに蓄電可能電源207の使用時間をタイマ212で計測し、この情報とあらかじめ定めた周囲温度vs使用時間パラメータ222による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0059】
(実施の形態4)
一般的に、蓄電可能電源の寿命時間は、その電源の充放電回数が大きく寄与することが知られている。すなわち、充放電回数が多くなればなるほど残寿命時間は短くなる。ここで、図3の寿命パラメータテーブル220に、蓄電可能電源207の充放電回数と寿命時間との関係をあらかじめ記憶しておく。一方、本体制御部205は、実際の充放電回数、すなわち、充放電経路切替スイッチ208の切替回数を計数しておく。なお、画像形成装置の構成は図1および図2と同様とする。
【0060】
図9は、本発明の実施の形態4にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図9において、まず、蓄電可能電源207の充放電回数を検出する(ステップS31)。続いて、この充放電回数と充放電回数パラメータ223(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータとを比較し(ステップS32)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS33)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0061】
したがって、蓄電可能電源207の充放電回数を充放電経路切替スイッチ208の切替回数によって検出し、この充放電切替回数とあらかじめ定めた充放電回数パラメータ223による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0062】
(実施の形態5)
一般的に、蓄電可能電源は長時間使用すればするほど、その内部抵抗は増大していく。その結果、稼動時間が長くなればなるほど、初期に費やされる充電所要時間に比べ、その時間は長くなっていく。すなわち、充電時間が長くなればなるほど、蓄電可能電源の残寿命は短くなる。そこで、この実施の形態5では充電時間を寿命予測パラメータとして用いる例について述べる。なお、画像形成装置の構成は図1および図7と同様とするが、この場合、電源周囲温度監視部211は使用しない。
【0063】
ここで、図7に示すように、本体制御部205の記憶部206に、あらかじめ寿命を予測するための充電時間パラメータ224を格納しておくと共に、充電時間をタイマ212で計測する。本体制御部205は、これらを使用して、充電時間、すなわち、充電開始から充放電経路切替スイッチ208を切り替えるまでの時間を計測する。
【0064】
図10は、本発明の実施の形態5にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図10において、まず、蓄電可能電源207の充電所要時間を計測する(ステップS41)。続いて、この充電所要時間を充電時間パラメータ224(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS42)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS43)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0065】
したがって、蓄電可能電源207の充電時間を充放電経路切替スイッチ208が切り替わるまでの時間として計測し、この充電時間とあらかじめ定めた充電時間パラメータ224による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0066】
(実施の形態6)
一般的に、蓄電可能電源は長時間使用すればするほど、その内部抵抗は増大していくことは先に述べた通りである。その結果、蓄電可能電源の放電可能時間は、初期の放電可能時間に比べて、稼動時間が長くなればなるほど、放電可能時間は短くなっていく。すなわち、放電可能時間が短ければ短いほど、蓄電可能電源の残寿命は短いと判断することができる。この実施の形態6では放電時間を寿命予測パラメータとして用いる例について述べる。なお、画像形成装置の構成は図1および図7と同様とするが、この場合、電源周囲温度監視部211は使用しない。
【0067】
ここで、図7に示すように、本体制御部205の記憶部206に、あらかじめ寿命を予測するための放電時間パラメータ224を格納しておくと共に、放電時間をタイマ212で計測する。本体制御部205は、これらを使用して、放電時間、すなわち、放電開始から充放電経路切替スイッチ208を切り替えるまでの時間を計測する。
【0068】
図11は、本発明の実施の形態6にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図11において、まず、蓄電可能電源207の放電時間を計測する(ステップS51)。続いて、この放電時間を放電時間パラメータ225(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS52)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS53)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0069】
したがって、蓄電可能電源207の放電時間を充放電経路切替SW208が切り替わるまでの時間として計測し、この放電時間とあらかじめ定めた放電時間パラメータ225による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0070】
(実施の形態7)
この実施の形態7では、上述してきた蓄電可能な電源として電気二重層コンデンサを利用する例について述べる。一般的に、充電可能な電源の一つとして、電気二重層(Electric Double Layer)コンデンサがある。この実施の形態では、画像形成装置にこの電気二重層コンデンサ230として用いる。この構成例を図12に示す。電気二重層コンデンサ230を具備したこの画像形成装置は、前述した実施の形態1〜6と同様に用いられる。
【0071】
電気二重層コンデンサは、小型であって、短時間で充電することができ、かつ大電流で放電できるという優れた特性を有し、さらに電極材料を活性炭で構成し自然発生する電気二重層を誘電体として利用しているので、クリーンエネルギーといった特長をもっている。たとえば、負荷204bとして、たとえば定着ヒータあるいは機内加熱用の補助ヒータは、比較的大電力のものに使用されることが多い。
【0072】
したがって、電気二重層コンデンサ220を備え、この寿命予測を行なうことにより、その特性を有効に活用しながら大電力を負荷204bに供給することが可能となる。また、その寿命を予測することが可能であるため、突発的に発生する不必要でかつ電池交換による復帰までの長時間にわたるダウンタイムを低減することが可能になる。
【0073】
つぎに、これまで説明してきた蓄電可能な電源の予測結果を表示出力するなどの例について述べる。すなわち、本体制御部205において蓄電可能電源207あるいは電気二重層コンデンサ230の寿命を予測した結果を操作表示部などを用いてユーザに知らせる。
【0074】
図13は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の操作表示部の構成を示す説明図である。この操作表示部250は、テンキーやモードキー、コピースタートキーなどの操作部分と、表示パネル251が備えられている。特に、モードキーの部分には蓄電可能電源207あるいは電気二重層コンデンサ230の現在の残寿命を知りたい場合に表示パネル251に表示させる電池寿命確認キー252が設けられている。
【0075】
図14は、本発明の実施の形態にかかる蓄電可能電源(補助電源)の寿命表示例を示す説明図である。この表示は、上記電池寿命確認キー252がユーザによって押下された場合、または電池寿命が極少になった場合に自動的に表示される。この図示例では、電池の残量がなくなり交換レベルに達した場合について示している。
【0076】
図14において、表示パネル251上に、「補助電源:寿命表示」の表示情報253が出力され、その下に電池の残量を示すインジケータ254が表示される。さらに、この場合、電池の残寿命が「0」に近いので、「電池寿命です。交換が必要なためサービスセンターにご連絡下さい。」のメッセージ255を出力する。なお、この表示は一例であり、従来より行なわれているサービスマンコールを示すスパナマークおよびその該当番号の表示により電池寿命とサービスマンコールの報知などを行なってもよい。
【0077】
なお、画像形成装置が通信手段を有し、この通信手段を介してサービスセンターに接続されたシステムであれば、この電池残量の情報を随時あるいは所定のタイミングで通信してもよい。
【0078】
また、上述した例では、蓄電可能電電207の寿命予測の際に、パラメータとして、周囲温度、周囲温度vs使用時間、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間とそれぞれを用いたが、少なくともこれら2つ以上を組み合わせることにより、さらに信頼度の高い寿命予測が実現する。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像形成装置(請求項1)によれば、DC負荷に対して電力を供給する蓄電可能なDC補助電源を有する画像形成装置において、この蓄電可能なDC電源の寿命を予測するためにあらかじめ所定のパラメータを設定し、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測するため、蓄電可能な電源の寿命予測を比較的簡単に行なうことができる。
【0080】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項2)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用環境温度に左右されることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の周囲温度に関するパラメータを格納しておき、寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0081】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項3)によれば、請求項1において、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と周囲温度との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0082】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項4)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源の寿命には充放電回数が寄与することから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充放電回数との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0083】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項5)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって充電所要時間が長くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充電所要時間との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0084】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項6)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって放電可能時間が短くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と放電可能時間との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0085】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項7)によれば、請求項1において、DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照して寿命予測を行なうので、より正確な蓄電可能な電源の寿命予測が得られる。
【0086】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項8)によれば、請求項1〜7の何れか一つにおいて、電気二重層コンデンサを蓄電可能なDC補助電源として用いるため、電気二重層コンデンサ自体が有する優れた特性を活用した上で、その寿命予測を簡単に行なうことができる。
【0087】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項9)によれば、請求項1〜8の何れか一つにおいて、蓄電可能な電源の寿命を予測し、その結果を表示出力することにより、その後の交換まで処置が迅速に行なうことが可能になるので、装置のダウンタイムが最小限となり、たとえば複写印刷などの作業を不要に停止させることが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態1にかかる画像形成装置の主要構成を示すブロック図である。
【図3】図1における記憶部に格納されている寿命パラメータテーブルの例を示す説明図である。
【図4】蓄電可能電源の周囲温度と蓄電可能電源の寿命との関係を示すグラフである。
【図5】本発明にかかる実施の形態2の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の実施の形態3にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の実施の形態4にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図10】本発明の実施の形態5にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図11】本発明の実施の形態6にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図12】本発明の実施の形態7にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の操作表示部の構成を示す説明図である。
【図14】本発明の実施の形態にかかる蓄電可能電源(補助電源)の寿命表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
201 AC電源
202 電源スイッチ
203 AC/DCコンバータ
204a,204b 負荷
205 本体制御部
206 記憶部
207 蓄電可能電源
208 充放電経路切替スイッチ
209,210 電圧監視部
211 電源周囲温度監視部
212 タイマ
220 寿命パターンテーブル
221 周囲温度パラメータ
222 周囲温度vs使用時間パラメータ
223 充放電回数パラメータ
224 充電時間パラメータ
225 放電時間パラメータ
230 電気二重層コンデンサ
251 表示パネル
252 電池寿命確認キー
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に関し、より詳細には、主電源の他に、蓄電可能な補助電源を有し、この補助電源の寿命を予測する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、地球環境保全の強まりにより画像形成装置においても消費電力を低減するために省エネルギー施策が行なわれている。特に、画像形成動作を行なわない待機時に定着温度を下げて余熱状態にする省エネルギーモードが設けられている。また、電力消費量が多い定着装置(定着ヒータ)への電力消費を抑制する狙いにより、メインのAC/DCコンバータ以外に、蓄電可能な電源を備えた画像形成装置が知られている。特に、蓄電可能な電源には、充電時間が短くかつ大電流を放電することが可能な電気二重層コンデサが用いられている(たとえば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−315567号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるような蓄電可能な電源を用いた画像形成装置にあっては、その電源に寿命があるためそのまま継続すると突然寿命がくることになると、寿命発生時に装置が本来の機能を果たさなくなる事態が生じるため、交換が必要であった。ところが、上記寿命の予測ができないために、交換までの間装置を停止させなければならず、つまり装置のダウンタイムが長くなって画像形成動作ができず作業効率を低下させるという問題点があった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電可能な電源の寿命を比較的簡単に予測可能にすることを第1の目的とする。
【0006】
また、蓄電可能な電源の残寿命を報知し、迅速な対応を可能にして機械のダウンタイム低減を図ることを第2の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1にかかる画像形成装置にあっては、主電源からのAC電力をDC電力に変換して機内各部に対して電力供給を行なうAC/DCコンバータと、蓄電可能なDC補助電源と、前記AC/DCコンバータによる前記DC補助電源への充電と前記DC補助電源からの放電の切り替えを行なう切替手段と、を有する画像形成装置において、前記DC補助電源に関する寿命パラメータをあらかじめ格納しておく寿命パラメータ手段と、前記寿命パラメータ手段に格納されている寿命パラメータにしたがって前記DC補助電源の寿命を予測する寿命予測手段と、を備えたものである。
【0008】
この発明によれば、DC負荷に対して電力を供給する蓄電可能なDC補助電源を有する画像形成装置において、この蓄電可能なDC電源の寿命を予測するためにあらかじめ所定のパラメータを設定し、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することにより、簡単な構成での寿命予測が可能になる。
【0009】
また、請求項2にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の周囲温度とするものである。
【0010】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用環境温度に左右されることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の周囲温度に関するパラメータを格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0011】
また、請求項3にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の周囲温度と使用時間とするものである。
【0012】
この発明によれば、請求項1において、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と周囲温度との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0013】
また、請求項4にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の充放電回数とするものである。
【0014】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源の寿命には充放電回数が寄与することから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充放電回数との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0015】
また、請求項5にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の充電所要時間とするものである。
【0016】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって充電所要時間が長くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充電所要時間との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0017】
また、請求項6にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の放電可能時間とするものである。
【0018】
この発明によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって放電可能時間が短くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と放電可能時間との関係をパラメータとして格納しておくことにより、寿命予測手段が、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測することが可能になる。
【0019】
また、請求項7にかかる画像形成装置にあっては、前記寿命予測手段は、前記DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照するものである。
【0020】
この発明によれば、請求項1において、DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照して寿命予測を行なうことにより、さらに確実な寿命予測が可能になる。
【0021】
また、請求項8にかかる画像形成装置にあっては、前記蓄電可能なDC補助電源は、電気二重層コンデンサである。
【0022】
この発明によれば、請求項1〜7の何れか一つにおいて、電気二重層コンデンサを蓄電可能なDC補助電源として用いることにより、電気二重層コンデンサ自体が有する優れた特性を活用した上で、その寿命予測が可能になる。
【0023】
また、請求項9にかかる画像形成装置にあっては、さらに、前記寿命予測手段の予測結果を表示出力する表示出力手段を備えたものである。
【0024】
この発明によれば、請求項1〜8の何れか一つにおいて、蓄電可能な電源の寿命を予測し、その結果を表示出力することにより、その後の処置が迅速に行なうことが可能になる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる画像形成装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【0026】
(実施の形態1)
〔画像形成装置の構成〕
図1は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。この画像形成装置は、いわゆる、マルチファンクションタイプであり、複写機能と、これ以外の機能、たとえばプリンタ機能、ファクシミリ機能とを有し、操作部のアプリケーション切り替えキーにより複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能である。すなわち、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【0027】
まず、複写モードでは、つぎのように動作する。自動原稿送り装置(以下、ADFという)101においては、原稿台102に原稿がその画像面を上にしてセットされる原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿が給送ローラ103、給送ベルト104によってコンタクトガラス105上の所定の位置に給送される。ADF101は一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス105上の原稿は、画像入力手段としての画像読み取り装置106によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト104、排送ローラ107によって排紙台108上に排出される。
【0028】
原稿セット検出器109にて原稿台102上につぎの原稿が有ることが検出された場合には、同様に原稿台102上の一番下の原稿が給紙ローラ103、給送ベルト104によってコンタクトガラス105上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス105上の原稿は、画像読み取り装置106によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト104、排送ローラ107によって排紙台108上に排出される。ここで、給送ローラ3、給送ベルト4および排送ローラ7は搬送モータ(不図示)によって駆動される。
【0029】
画像読み取り装置106では、コンタクトガラス105上の原稿を光源128で照射しその反射光を第1ミラー129でつぎの第2ミラー130、第3ミラー131に導き、レンズ132を介してCCDイメージセンサ133に結像させることにより、光学画像を電気的な画像情報として取得する。
【0030】
第1給紙装置110、第2給紙装置111、第3給紙装置112は、操作部からの給紙選択あるいは用紙自動選択されたときに、それぞれ第1トレイ113、第2トレイ114、第3トレイ115に積載された転写材としての記録紙を給紙し、この記録紙は縦搬送ユニット116によって像担持体としての感光体ドラム117に当接する位置まで搬送される。なお、感光体ドラム117は、メインモータ(不図示)により回転駆動される。
【0031】
画像読み取り装置106にて原稿から読み込まれた画像データは図示しない画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット118によって光情報に変換され、感光体ドラム117は図示しない帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット118からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。
この感光体ドラム117上の静電潜像は現像装置119により現像されてトナー像となる。
【0032】
書き込みユニット118は、上記画像読み取り装置106から出力される画像情報あるいは外部機器から供給される印刷情報にしたがって、レーザユニット134を変調駆動し、ポリゴンスキャナ、fθレンズ、各補正レンズなどを介し、ミラー136に導きて感光体ドラム117に当該画像を書き込む。
【0033】
搬送ベルト120は、用紙搬送手段および転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット116からの記録紙を感光体ドラム117と等速で搬送しながら感光体ドラム117上のトナー像を記録紙に転写させる。この記録紙は、定着装置121によりトナー像が定着され、排紙ユニット122により排紙トレイ123に排出される。感光体ドラム117はトナー像が転写された後に図示しないクリーニング装置によりクリーニングされる。なお、感光体ドラム117、帯電器、書き込みユニット118、現像装置119、転写手段は画像データにより画像を記録紙上に形成する画像形成手段を構成している。
【0034】
以上の動作は通常のモードで用紙の片面に画像を複写するときの動作であるが、両面モードで記録紙の両面に画像を複写する場合には、それぞれの給紙トレイ113〜115のいずれかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された記録紙は、排紙ユニット122により排紙トレイ123側ではなく両面入紙搬送路124側に切り替えられ、反転ユニット125によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット126へ搬送される。
【0035】
この両面搬送ユニット126へ搬送された記録紙は、両面搬送ユニット126により縦搬送ユニット116へ搬送され、縦搬送ユニット116により感光体ドラム117に当接する位置まで搬送され、感光体ドラム117上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて定着装置121でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット122により排紙トレイ123に排出される。
【0036】
また、記録紙を反転して排出する場合には、反転ユニット125によりスイッチバックされて表裏が反転された記録紙は、両面搬送ユニット126に搬送されずに反転排紙搬送路127を経て排紙ユニット122により排紙トレイ123に排出される。
【0037】
プリントモードでは、上記読み取って処理された画像データの代りに外部からの画像データが書き込みユニット118に入力されて上述の画像形成手段により記録紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、上記画像読み取り手段からの画像データが図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて書き込みユニット118に入力されることにより、上述の画像形成手段により記録紙上に画像が形成される。
【0038】
図2は、本発明の実施の形態1にかかる画像形成装置の主要構成を示すブロック図である。図において、符号201はたとえば100Vの商用電源として提供されるAC電源、符号202はON/OFF操作により機械への電源投入/遮断が行なわれる電源スイッチ、符号203はAC電力から機内で必要なDC電源に変換し、各負荷へ電力を供給するAC/DCコンバータ、符号204aはDC電源で駆動される各種の負荷、符号205はマイクロコンピュータシステムにより構成され本装置を統括的に制御する本体制御部、符号206は寿命予測用とて参照されるパラメータが格納されている記憶部である。
【0039】
また、符号207はAC/DCコンバータ203からの充電用DCにより蓄電する蓄電可能電源、符号208は本体制御部205からの充放電切替SW信号にしたがって充電と放電の経路を切り替える充放電経路切替スイッチ、符号209は充電用DC電圧を監視し本体制御部205にフィードバックする電圧監視部、符号210は蓄電可能電源207の放電DC電圧を監視し本体制御部205にフィードバックする電圧監視部、符号204bは蓄電可能電源207により給電される負荷である。
【0040】
AC電源は、主に定着部121とAC/DCコンバータ203に分配される。AC/DCコンバータ203へのAC電力の供給は、電源スイッチ202を介して行なわれ、この電源スイッチ202のOFF操作により機械への電源が遮断される。AC/DCコンバータ203は、供給されたAC電力から機内で必要なDC電源に変換し、本体制御部205や負荷204aへDC電力を供給する。
【0041】
図3は、図1における記憶部206に格納されている寿命パラメータテーブルの例を示す説明図である。この寿命パラメータテーブル220としては、蓄電可能電源207の周囲温度と寿命との関係を示す周囲温度パラメータ221、蓄電可能電源207の周囲温度と使用時間との関係による周囲温度vs使用時間パラメータ222、蓄電可能電源207の充放電回数に関する充放電回数パラメータ223、蓄電可能電源207の充電所要時間に関する充電時間パラメータ224、蓄電可能電源207の放電可能時間に関する放電時間パラメータ225などをあらかじめ格納しておく。これらのデータは実験によってあらかじめ確認したものや、電池メーカにより提供される値である。
【0042】
たとえば、周囲温度パラメータ221としては、図4に示すような関係を記憶部206あらかじめ設定しておく。一般的に、蓄電可能電源207の寿命は、その使用環境温度に大きく左右され、周囲温度が高ければ高いほど寿命が短くなる。
【0043】
この画像形成装置には、AC電源201からAC電力が入力され、電源スイッチ202を介してAC/DCコンバータ203に入力される経路と、直接、定着ヒータを駆動する定着部121に入力される経路とに分配される。AC/DCコンバータ203は、AC電源201から機内の各部(負荷204a)を制御するためのDC電源(5V,12V,24Vなど)を生成する。このDC電源は、画像形成装置を制御するための本体制御部205や機内の各負荷204aへ供給される。
【0044】
本体制御部205は、画像形成動作や各モードにしたがってこれらの負荷204aや定着部121を制御する。画像形成動作時には、前述した画像プロセスにしたがって画像書き込み、作像、給紙、定着などを順次行なって記録紙に印字し出力する。
【0045】
蓄電可能電源207は、充電と放電が可能である、このとき、本体制御部205は充放電切替スイッチ208に充放電切替SW信号を出力することによって充電と放電の経路を切り替える。この切り替えは、蓄電可能電源207の充電用DC電圧を電圧監視部209で監視し、また電圧監視部210で放電用DC電圧を本体制御部205にフィードバックし、本体制御部205があらかじめ決められた値と比較することによって行なわれる。なお、これは一例であり、充電と放電との切り替え可能な構成であればこれに限らない。
【0046】
さて、蓄電可能電源207には当然なことであるが寿命が存在する。この寿命が短いと機械寿命を満足しない場合が発生する可能性が生じたり、あるいは機械にダメージを与えて不要なダウンタイムが発生するなど、ユーザの利便性を損なう場合が考えられる。そのため、蓄電可能電源207の寿命を予測し、寿命時に交換する場合にもダウンタイムを極力なくすことが必要である。そこで、この実施の形態では、あらかじめ決められた寿命予測用のパラメータをたとえば図3に示すように記憶部206に格納しておき、このパラメータに基づいて寿命を予測するものである。
【0047】
蓄電可能電源207の寿命は、使用環境や使用条件などによって大きく異なる。したがって、これらのパラメータを図3に示すように寿命までのモデルケースをあらかじめ設定し、記憶部206に格納しておく。一方、本体制御部205は、機内の使用環境や使用条件を監視し、使用情報を入力する。本体制御部205は、これらの使用情報を上記パラメータと比較することにより、蓄電可能電源207の残寿命を予測する。これにより、蓄電可能電源207の寿命を簡単に常時把握することが可能になる。したがって、突然、蓄電可能電源207の残寿命が到来することによる不要なダウンタイムを招来させるような状況を回避することができる。
【0048】
(実施の形態2)
この実施の形態2では、蓄電可能電源207の周囲温度を監視し、その監視結果にしたがって蓄電可能電源207の寿命を予測する例について説明する。
【0049】
図5は、本発明にかかる実施の形態2の画像形成装置の構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、前述の図2に示した構成に対して電源周囲温度監視部211を蓄電可能電源207の近傍に設けたものである。なお、他の構成およびその機能は図2と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。また、画像形成装置は図1と同一構成とする。
【0050】
電源周囲温度監視部211を構成する素子としは、熱電対などの温度センサを用いればよい。また、この他に周囲温度を検知することができる素子であれば何であってもよい。
【0051】
図6は、本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。前述したように、記憶部206にあらかじめ蓄電可能電源207の使用周囲温度に対する寿命の関係を格納しておく(図3、図4参照)。たとえば、使用周囲温度X℃で蓄電可能電源207を使用した場合、何時間後に寿命となるかを格納しておく。
【0052】
図6において、まず、電源周囲温度監視部211により蓄電可能電源207の周囲温度を検出する(ステップS11)。続いて、この周囲温度を周囲温度パラメータ221(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS12)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS13)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0053】
したがって、蓄電可能電源207の周囲温度を電源周囲温度監視部211によって検出し、この検出温度とあらかじめ定めた寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0054】
(実施の形態3)
この実施の形態3では、蓄電可能電源207の周囲温度を監視し、かつ使用時間を計測し、これらの結果にしたがって蓄電可能電源207の寿命を予測する例について説明する。
【0055】
図7は、本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、前述の図5に示した構成に対して本体制御部205内に蓄電可能電源207の使用時間を計測するタイマ212を設けたものである。なお、他の構成およびその機能は図5と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。また、画像形成装置は図1と同一構成とする。
【0056】
一般的に、蓄電可能電源207の寿命は、周囲温度条件に左右されることは先に述べた通りである。ここでは、さらにその環境下で、どの程度の時間稼動したかも大きなパラメータとなることが知られている。そこで、前述したように、記憶部206にあらかじめ蓄電可能電源207の使用周囲温度とその環境下においての使用時間との関係を寿命パラメータとして格納しておく(図3参照)。
【0057】
図8は、本発明の実施の形態3にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図8において、まず、電源周囲温度監視部211により蓄電可能電源207の周囲温度を検出し(ステップS21)、さらにその使用時間をタイマ212で計測する(ステップS22)。続いて、この周囲温度と使用時間とを周囲温度vs使用時間パラメータ222(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS23)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS24)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0058】
したがって、蓄電可能電源207の周囲温度を電源周囲温度監視部211によって検出し、さらに蓄電可能電源207の使用時間をタイマ212で計測し、この情報とあらかじめ定めた周囲温度vs使用時間パラメータ222による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0059】
(実施の形態4)
一般的に、蓄電可能電源の寿命時間は、その電源の充放電回数が大きく寄与することが知られている。すなわち、充放電回数が多くなればなるほど残寿命時間は短くなる。ここで、図3の寿命パラメータテーブル220に、蓄電可能電源207の充放電回数と寿命時間との関係をあらかじめ記憶しておく。一方、本体制御部205は、実際の充放電回数、すなわち、充放電経路切替スイッチ208の切替回数を計数しておく。なお、画像形成装置の構成は図1および図2と同様とする。
【0060】
図9は、本発明の実施の形態4にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図9において、まず、蓄電可能電源207の充放電回数を検出する(ステップS31)。続いて、この充放電回数と充放電回数パラメータ223(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータとを比較し(ステップS32)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS33)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0061】
したがって、蓄電可能電源207の充放電回数を充放電経路切替スイッチ208の切替回数によって検出し、この充放電切替回数とあらかじめ定めた充放電回数パラメータ223による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0062】
(実施の形態5)
一般的に、蓄電可能電源は長時間使用すればするほど、その内部抵抗は増大していく。その結果、稼動時間が長くなればなるほど、初期に費やされる充電所要時間に比べ、その時間は長くなっていく。すなわち、充電時間が長くなればなるほど、蓄電可能電源の残寿命は短くなる。そこで、この実施の形態5では充電時間を寿命予測パラメータとして用いる例について述べる。なお、画像形成装置の構成は図1および図7と同様とするが、この場合、電源周囲温度監視部211は使用しない。
【0063】
ここで、図7に示すように、本体制御部205の記憶部206に、あらかじめ寿命を予測するための充電時間パラメータ224を格納しておくと共に、充電時間をタイマ212で計測する。本体制御部205は、これらを使用して、充電時間、すなわち、充電開始から充放電経路切替スイッチ208を切り替えるまでの時間を計測する。
【0064】
図10は、本発明の実施の形態5にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図10において、まず、蓄電可能電源207の充電所要時間を計測する(ステップS41)。続いて、この充電所要時間を充電時間パラメータ224(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS42)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS43)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0065】
したがって、蓄電可能電源207の充電時間を充放電経路切替スイッチ208が切り替わるまでの時間として計測し、この充電時間とあらかじめ定めた充電時間パラメータ224による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0066】
(実施の形態6)
一般的に、蓄電可能電源は長時間使用すればするほど、その内部抵抗は増大していくことは先に述べた通りである。その結果、蓄電可能電源の放電可能時間は、初期の放電可能時間に比べて、稼動時間が長くなればなるほど、放電可能時間は短くなっていく。すなわち、放電可能時間が短ければ短いほど、蓄電可能電源の残寿命は短いと判断することができる。この実施の形態6では放電時間を寿命予測パラメータとして用いる例について述べる。なお、画像形成装置の構成は図1および図7と同様とするが、この場合、電源周囲温度監視部211は使用しない。
【0067】
ここで、図7に示すように、本体制御部205の記憶部206に、あらかじめ寿命を予測するための放電時間パラメータ224を格納しておくと共に、放電時間をタイマ212で計測する。本体制御部205は、これらを使用して、放電時間、すなわち、放電開始から充放電経路切替スイッチ208を切り替えるまでの時間を計測する。
【0068】
図11は、本発明の実施の形態6にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。この寿命予測動作は本体制御部205によって実行される。図11において、まず、蓄電可能電源207の放電時間を計測する(ステップS51)。続いて、この放電時間を放電時間パラメータ225(図4のパラメータ特性)による寿命パラメータと比較し(ステップS52)、この比較結果から蓄電可能電源207の残寿命を予測する(ステップS53)。なお、この寿命予測後の処理については後述する。
【0069】
したがって、蓄電可能電源207の放電時間を充放電経路切替SW208が切り替わるまでの時間として計測し、この放電時間とあらかじめ定めた放電時間パラメータ225による寿命パラメータとを照合し比較することで、簡単に蓄電可能電源207の寿命を予測することができる。
【0070】
(実施の形態7)
この実施の形態7では、上述してきた蓄電可能な電源として電気二重層コンデンサを利用する例について述べる。一般的に、充電可能な電源の一つとして、電気二重層(Electric Double Layer)コンデンサがある。この実施の形態では、画像形成装置にこの電気二重層コンデンサ230として用いる。この構成例を図12に示す。電気二重層コンデンサ230を具備したこの画像形成装置は、前述した実施の形態1〜6と同様に用いられる。
【0071】
電気二重層コンデンサは、小型であって、短時間で充電することができ、かつ大電流で放電できるという優れた特性を有し、さらに電極材料を活性炭で構成し自然発生する電気二重層を誘電体として利用しているので、クリーンエネルギーといった特長をもっている。たとえば、負荷204bとして、たとえば定着ヒータあるいは機内加熱用の補助ヒータは、比較的大電力のものに使用されることが多い。
【0072】
したがって、電気二重層コンデンサ220を備え、この寿命予測を行なうことにより、その特性を有効に活用しながら大電力を負荷204bに供給することが可能となる。また、その寿命を予測することが可能であるため、突発的に発生する不必要でかつ電池交換による復帰までの長時間にわたるダウンタイムを低減することが可能になる。
【0073】
つぎに、これまで説明してきた蓄電可能な電源の予測結果を表示出力するなどの例について述べる。すなわち、本体制御部205において蓄電可能電源207あるいは電気二重層コンデンサ230の寿命を予測した結果を操作表示部などを用いてユーザに知らせる。
【0074】
図13は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の操作表示部の構成を示す説明図である。この操作表示部250は、テンキーやモードキー、コピースタートキーなどの操作部分と、表示パネル251が備えられている。特に、モードキーの部分には蓄電可能電源207あるいは電気二重層コンデンサ230の現在の残寿命を知りたい場合に表示パネル251に表示させる電池寿命確認キー252が設けられている。
【0075】
図14は、本発明の実施の形態にかかる蓄電可能電源(補助電源)の寿命表示例を示す説明図である。この表示は、上記電池寿命確認キー252がユーザによって押下された場合、または電池寿命が極少になった場合に自動的に表示される。この図示例では、電池の残量がなくなり交換レベルに達した場合について示している。
【0076】
図14において、表示パネル251上に、「補助電源:寿命表示」の表示情報253が出力され、その下に電池の残量を示すインジケータ254が表示される。さらに、この場合、電池の残寿命が「0」に近いので、「電池寿命です。交換が必要なためサービスセンターにご連絡下さい。」のメッセージ255を出力する。なお、この表示は一例であり、従来より行なわれているサービスマンコールを示すスパナマークおよびその該当番号の表示により電池寿命とサービスマンコールの報知などを行なってもよい。
【0077】
なお、画像形成装置が通信手段を有し、この通信手段を介してサービスセンターに接続されたシステムであれば、この電池残量の情報を随時あるいは所定のタイミングで通信してもよい。
【0078】
また、上述した例では、蓄電可能電電207の寿命予測の際に、パラメータとして、周囲温度、周囲温度vs使用時間、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間とそれぞれを用いたが、少なくともこれら2つ以上を組み合わせることにより、さらに信頼度の高い寿命予測が実現する。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像形成装置(請求項1)によれば、DC負荷に対して電力を供給する蓄電可能なDC補助電源を有する画像形成装置において、この蓄電可能なDC電源の寿命を予測するためにあらかじめ所定のパラメータを設定し、このパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を予測するため、蓄電可能な電源の寿命予測を比較的簡単に行なうことができる。
【0080】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項2)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用環境温度に左右されることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の周囲温度に関するパラメータを格納しておき、寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0081】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項3)によれば、請求項1において、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と周囲温度との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0082】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項4)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源の寿命には充放電回数が寄与することから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充放電回数との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0083】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項5)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって充電所要時間が長くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と充電所要時間との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0084】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項6)によれば、請求項1において、蓄電可能なDC補助電源は使用するにしたがって放電可能時間が短くなる特性があることから、寿命パラメータ手段に蓄電可能なDC補助電源の寿命時間と放電可能時間との関係をパラメータとして格納しておき寿命予測手段によりこのパラメータにしたがってDC補助電源の寿命を簡単に予測することができる。
【0085】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項7)によれば、請求項1において、DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照して寿命予測を行なうので、より正確な蓄電可能な電源の寿命予測が得られる。
【0086】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項8)によれば、請求項1〜7の何れか一つにおいて、電気二重層コンデンサを蓄電可能なDC補助電源として用いるため、電気二重層コンデンサ自体が有する優れた特性を活用した上で、その寿命予測を簡単に行なうことができる。
【0087】
また、本発明にかかる画像形成装置(請求項9)によれば、請求項1〜8の何れか一つにおいて、蓄電可能な電源の寿命を予測し、その結果を表示出力することにより、その後の交換まで処置が迅速に行なうことが可能になるので、装置のダウンタイムが最小限となり、たとえば複写印刷などの作業を不要に停止させることが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態1にかかる画像形成装置の主要構成を示すブロック図である。
【図3】図1における記憶部に格納されている寿命パラメータテーブルの例を示す説明図である。
【図4】蓄電可能電源の周囲温度と蓄電可能電源の寿命との関係を示すグラフである。
【図5】本発明にかかる実施の形態2の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態2にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の実施の形態3にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の実施の形態4にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図10】本発明の実施の形態5にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図11】本発明の実施の形態6にかかる画像形成装置における蓄電可能電源の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【図12】本発明の実施の形態7にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の操作表示部の構成を示す説明図である。
【図14】本発明の実施の形態にかかる蓄電可能電源(補助電源)の寿命表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
201 AC電源
202 電源スイッチ
203 AC/DCコンバータ
204a,204b 負荷
205 本体制御部
206 記憶部
207 蓄電可能電源
208 充放電経路切替スイッチ
209,210 電圧監視部
211 電源周囲温度監視部
212 タイマ
220 寿命パターンテーブル
221 周囲温度パラメータ
222 周囲温度vs使用時間パラメータ
223 充放電回数パラメータ
224 充電時間パラメータ
225 放電時間パラメータ
230 電気二重層コンデンサ
251 表示パネル
252 電池寿命確認キー
Claims (9)
- 主電源からのAC電力をDC電力に変換して機内各部に対して電力供給を行なうAC/DCコンバータと、蓄電可能なDC補助電源と、前記AC/DCコンバータによる前記DC補助電源への充電と前記DC補助電源からの放電の切り替えを行なう切替手段と、を有する画像形成装置において、
前記DC補助電源に関する寿命パラメータをあらかじめ格納しておく寿命パラメータ手段と、
前記寿命パラメータ手段に格納されている寿命パラメータにしたがって前記DC補助電源の寿命を予測する寿命予測手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の周囲温度とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の周囲温度と使用時間とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の充放電回数とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の充電所要時間とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記寿命パラメータは、前記蓄電可能なDC補助電源の放電可能時間とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記寿命予測手段は、前記DC補助電源の、周囲温度、周囲温度と使用時間の関係、充放電回数、充電所要時間、放電可能時間のうち、少なくとも2つの寿命パラメータを参照することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記蓄電可能なDC補助電源は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項1〜7の何れか一つに記載の画像形成装置。
- さらに、前記寿命予測手段の予測結果を表示出力する表示出力手段を備えたことを特徴とする請求項1〜8の何れか一つに記載の画像形成装置。
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