JP4154320B2

JP4154320B2 - 電源装置、及びこの電源装置を備えた画像形成装置

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Publication number: JP4154320B2
Application number: JP2003409019A
Authority: JP
Inventors: 良 ▲高▼松; 直基佐藤; 雄祐石▲崎▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: JP2005174589A

Description

本発明は、キャパシタの充電のための電源装置、及びこの充電装置を備えた画像形成装置に関する。

特許文献１〜３には、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置の発熱部材（定着ヒータ）について、商用電源からの電力供給に加えて、電気二重層コンデンサなどを使用した充電可能な補助電源を用いることによって、急速な立ち上がりを可能にすることで省電力効果を高めようとした技術が開示されている。

また、電子写真方式の画像形成装置その他の電子機器においては、待機状態にあるときに一定時間使用されなかった場合などには、装置内の電力負荷への通電を最低限の回路のみに制限して、省電力、省エネルギーを図る、いわゆる省エネモードの機能を備えるものが知られている（特許文献４を参照）。

特開２０００−３１５５６７公報特開２００２−３５７９６６公報特開２００３−１４０４８４公報特開２００２−３０４０８８公報

電子写真方式の画像形成装置において、前述のように電気二重層コンデンサなどの蓄電器を使用した充電可能な補助電源で定着装置の温度の急速な立ち上げを行おうとする場合には、蓄電器の電力が低下して状態では急速な定着温度の立ち上げは不可能であるため、蓄電器の充電電力が所定程度以上に低下したときには、所定の制御装置が充電器を制御して蓄電器を充電するようにする必要がある。

しかしながら、このような画像形成装置が前述の省エネモードを備えているときに、省エネモードに移行したときに蓄電器の充電器による充電の制御を行なう制御装置（マイクロコンピュータなど）への電力の供給も停止されてしまうと、省エネモードに移行中には蓄電器に充電が行なわれないことになる。そして、この場合には、省エネモードへの移行直前に蓄電器の充電量が相当程度低下していたとき、あるいは、省エネモードの期間が長期間にわたり、蓄電器が自然放電したときなどには、省エネモードから復帰したときに蓄電器の充電量が足らず、定着装置の定着温度を急速に立ち上げを図ることができないという不具合がある。

この場合には、省エネモードに移行しても前述の制御装置にも電力の供給を維持することで、定着装置の定着温度の急速な立ち上げは可能であるが、これだと、省エネモードに移行しても前述の制御装置も電力の消費をするので、十分に省電力、省エネルギーを図ることができないという不具合がある。

本発明は、画像形成装置の定着装置その他の発熱装置において、装置が、所定の条件が満たされたときに装置の電力供給を制限して省電力、省エネルギーを図る省エネモードなどの機能を備えているときでも、装置の電力供給が復帰したときの発熱部材の発熱温度の急速な立ち上げと、十分な省電力、省エネルギーの効果の維持との両立を図ることである。

本発明は、キャパシタと、前記キャパシタを充電する充電器と、前記キャパシタの端子間電圧を検出する端子間電圧検出回路と、前記端子間電圧検出回路が出力する前記端子間電圧に基づき、前記充電器を制御して前記キャパシタを充電する制御装置と、前記制御装置への電力の供給を停止した状態にする省エネモードにおいて前記充電器による充電のオン／オフを制御し、前記キャパシタを充電する省エネモード時充電制御回路とを有し、前記省エネモード時充電制御回路は、前記端子間電圧を所定の基準電圧値と比較する電圧比較回路を備え、前記電圧比較回路は、前記端子間電圧が前記所定の基準電圧値を下回ることを出力し、且つ、前記省エネモードであるときに前記充電器による前記キャパシタの充電をオンする信号を出力することを特徴とする電源装置である。

本発明によれば、所定の条件が満たされたときはキャパシタの充電を制御する制御装置を含む本装置の電力負荷の一部への電力の供給を停止し、省エネモードでも、キャパシタの充電を制御することができる。よって、省エネモードからの復帰が図られた直後であっても、キャパシタの十分な充電電力を用いて発熱部材の発熱の急速な立ち上げを図ることができる。

本発明を実施するための最良の一形態について説明する。

図１は、本実施の形態のデジタル複写機１の縦断面図である。このデジタル複写機１は、本発明の画像形成装置を実施するもので、いわゆる複合機である。すなわち、このデジタル複写機１は、複写機能と、これ以外の機能、例えば、プリンタ機能、ファクシミリ機能とを備えていて、図示しない操作部のアプリケーション切り替えキーの操作により、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。これにより、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。

次に、このデジタル複写機１の概略構成及び複写モードの際の動作について説明する。図１において、自動原稿送り装置（以下ＡＤＦという）１０１において、原稿台１０２に画像面を上にして置かれた原稿は、図示しない操作部上のスタートキーが押下されると、給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラスからなる原稿台１０２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、画像読取装置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。

原稿セット検知器１０９で原稿台１０２上に次の原稿が存在することが検知された場合には、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、画像読取装置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。ここに、給送ローラ３、給送ベルト４及び排送ローラ７は搬送モータによって駆動される。

第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１及び第３給紙装置１１２は、それぞれ選択されたときに、その積載された転写紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって感光体１１７に当接する位置まで搬送される。感光体１１７は、例えば感光体ドラムが用いられていて、図示しないメインモータにより回転駆動される。

画像読取装置１０６で原稿から読み取られた画像データは、図示しない画像処理装置で所定の画像処理が施された後、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に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。書き込みユニット１１８、感光体ドラム１１７、現像装置１１９や、その他の図示しない感光体ドラム１１７回りの周知の装置などにより、電子写真方式で用紙などの媒体に画像形成を行なうプリンタエンジンを構成している。

搬送ベルト１２０は、用紙搬送の手段及び転写の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からの転写紙を感光体ドラム１１７と等速で搬送しながら感光体ドラム１１７上のトナー像を転写紙に転写する。この転写紙は、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、トナー像転写後に図示しないクリーニング装置により残存トナーのクリーニングがなされる。

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、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、各給紙トレイ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転写紙は、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。

この両面搬送ユニット１２６へ搬送された転写紙は、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。

また、転写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転写紙は、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。

プリントモードでは、前述の画像処理装置からの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、前述と同様に転写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、画像読取装置１０６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前述の画像処理装置からの画像データの代りに書き込みユニット１１８に入力されることにより、前述と同様に転写紙上に画像が形成される。

また、このデジタル複写機１には、図示しない大量用紙供給装置（以下、ＬＣＴという）と、及びソート、穴あけ、ステイプルなどを行なうフィニッシャーと、原稿読み取りのためのモード、複写倍率の設定、給紙段の設定、フィニッシャー１２で後処理の設定、オペレータに対する表示などを行なう操作部とを備えている。

次に、定着装置１２１の構成について図２を参照して説明する。図２に示すように、定着装置１２１は、本発明の発熱装置、定着装置を実施するもので、被加熱物である定着ローラ３０１に、シリコンゴム等の弾性部材からなる加圧ローラ３０２が、図示しない加圧手段により一定の加圧力で押し当てられている。定着部材と加圧部材は、一般的にローラ状である場合が多いが、例えば、いずれか一方又は両方を無端ベルト状に構成するようにしてもよい。この定着装置１２１には、ヒータＨＴ１，ＨＴ２が任意の位置に設けられる。例えば、このヒータＨＴ１，ＨＴ２は、定着ローラ３０１の内部に配置されていて、被加熱物である定着ローラ３０１を内側から加熱する。

定着ローラ３０１及び加圧ローラ３０２は、図示しない駆動機構により回転駆動される。温度センサ（サーミスタなど）ＴＨ１１は、定着ローラ３０１の表面に当接され、定着ローラ３０１の表面温度（定着温度）を検出する。トナー３０６を担持した転写紙等の媒体であるシート３０７は、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２による加熱及び加圧でトナー画像３０６が定着される。

定着ヒータＨＴ２は、定着ローラ３０１の基準となる所定の目標温度Ｔｔに達していないときにＯＮにされて、定着ローラ３０１を加熱する主たるヒータ（主ヒータ）である。発熱部材である定着ヒータＨＴ１は、本複写機１の主電源投入の時や、後述の省エネモードから復帰してコピー可能となるまでの立ち上げ時等、すなわち、定着装置１２１のウォームアップ時にＯＮにされて、定着ローラ３０１を加熱する補助的なヒータ（補助ヒータ）である。

図３は、定着装置１２１を主とした本複写機１の電源制御系の構成を示す図である。図３に示す電源制御系は、ＡＣ電源（商用交流電源）ＰＳの供給のＯＮ／ＯＦＦを行なう主電源ＳＷ２０１と、マイクロコンピュータを備え、電源回路２００の各部その他を制御する制御装置となる制御部２０２と、定着ヒータＨＴ１の補助電源である蓄電器となるキャパシタＣＰ１と、このキャパシタＣＰ１を充電するための充電器となるキャパシタ充電器２０３と、本複写機１のＤＣ電源を生成するＤＣ電源生成回路２０４と、ＡＣ定着ヒータＨＴ２にＡＣ電力を供給するＡＣヒータ駆動回路２０５と、ＡＣ電源から入力される入力電流を検出する入力電流検出回路２０６と、インターロックスイッチ２０７と、キャパシタＣＰ１の放電を行って、定着ヒータＨＴ１にＤＣ電力を供給するキャパシタ充放電回路２０８と、を備えている。

ＡＣ電源ＰＳは、主電源ＳＷ２０１および入力電流検出回路２０６を介して、ＡＣヒータ駆動回路２０５と、ＤＣ電源生成回路２０４と、およびキャパシタ充電器２０３にＡＣ電力を供給する。

制御部２０２は、主に電源回路２００の各部を制御するものであり、キャパシタ充電器２０３、ＡＣヒータ駆動回路２０５、およびキャパシタ充放電回路２０８の動作を制御する。具体的には、制御部２０２は、キャパシタ充電器２０３に制御信号Ｓ１１を送出して、キャパシタ充電器２０３によるキャパシタＣＰ１の充電動作を制御する。また、制御部２０２は、キャパシタ充放電回路２０８に、制御信号Ｓ１３，Ｓ１４を送出して、キャパシタ充放電回路２０８による定着ヒータＨＴ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。また、制御部２０２は、制御信号Ｓ１８，Ｓ１９をＡＣヒータ駆動回路２０５に送出して、ＡＣヒータ駆動回路２０５による定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。さらに、制御部２０２は、スリットセンサ１１１から入力される検出信号に基づきＡＤＦ１０１にセットされた原稿枚数を推定し、推定した原稿枚数と、操作部１５０で設定された部数と、および各動作モード（高速モード、低速モード）における１枚当たりのプリントに必要な時間とに基づいて、動作モード毎のコピージョブの所要時間を予測する。

入力電流検出回路２０６は、主電源ＳＷ２０１と、ＡＣヒータ駆動回路２０５、ＤＣ電源生成回路２０４、およびキャパシタ充電器２０３間に設けられており、主電源ＳＷ２０１を介して入力されるＡＣ電源の入力電流を検出して、検出電流Ｓ１７を制御部２０２に出力する。この入力電流は、ＡＣヒータ駆動回路２０５、ＤＣ電源生成回路２０４、キャパシタ充電器２０３、および画像形成装置の動作状態に応じて変動する。

ＤＣ電源生成回路２０４は、主電源ＳＷ２０１を介して入力されるＡＣ電源に基づいて、画像形成装置内部で主に制御系で使用される電源Ｖｃｃと、主に駆動系、中高圧電源に使用される電源Ｖａａを生成して、各部に出力する。

インターロックスイッチ２０７は、図示しない本複写機１のカバー類と連動してＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、複写機１のカバー類が開放されることにより触れることができる駆動部材、中高圧電源印加部材を有する場合には、カバー開時に該駆動部材の動作を停止または該印加部材への電圧印加を停止するよう電源を遮断する構成となっている。インターロックスイッチ２０７には、ＤＣ電源生成回路２０４で生成された電源Ｖａａの一部が入力され、このインターロックスイッチ２０７を介して、キャパシタ充放電回路２０８およびＡＣヒータ駆動回路２０５に入力される。

ＡＣヒータ駆動回路２０５は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１８，Ｓ１９に応じて、ＡＣ定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦを行なう。

キャパシタ充電器２０３は、キャパシタＣＰ１と接続されており、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１１に基づいて、キャパシタＣＰ１の充電を行なう。

キャパシタＣＰ１は、電気二重層コンデンサ等の大容量のキャパシタで構成されている。キャパシタＣＰ１は、キャパシタ充電器２０３およびキャパシタ放電回路２０８に接続されており、キャパシタ充電器２０３で充電が行われ、その充電された電力は、キャパシタ充放電回路２０８のＯＮ／ＯＦＦ制御により定着ヒータＨＴ１に供給される。

キャパシタ充放電回路２０８は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１３，Ｓ１４に応じて、キャパシタＣＰ１に蓄積された電力を放電させて、定着ヒータＨＴ１をＯＮ／ＯＦＦさせる。

上記サーミスタＴＨ１１は、定着ローラ１５１の近傍に設けられており、定着ローラ１５１の表面温度に応じた検出信号Ｓ１６を制御部２０２に出力する。サーミスタＴＨ１１は、その抵抗値が温度により変化するため、制御部２０２は、その抵抗値の温度変化を利用して、検出信号Ｓ１６から定着ローラ１５１の表面温度を検出する。

図４は、図３のＡＣヒータ駆動回路２０５の構成を示す図である。ＡＣヒータ駆動回路２０５は、入力されるＡＣ電源のノイズを除去するフィルタＦＩＬ２１と、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１９に応じて、ＯＮ／ＯＦＦされる安全保護用の定着リレーＲＬ２１と、安全保護用の定着リレーＲＬ２１の逆起防止用のダイオードＤ２１と、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１８に基づいて、ＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０と、から構成されている。

ＡＣ電源ＰＳは、フィルタＦＩＬ２１および安全保護用の定着リレーＲＬ２１を介して、定着ヒータＨＴ２の一端側に接続されている。定着ヒータＨＴ２の他端側は、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０に接続されている。

ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０は、ＡＣ電源をＯＮ／ＯＦＦするためのトライアックＴＲＩ２１と、トライアックＴＲＩ２１のゲートをＯＮし、また、二次側である制御部２０２からの信号を絶縁するためのフォトカプラＰＣ２１と、フォトカプラＰＣ２１の発光側ＬＥＤを駆動するためのトランジスタＴＲ２１と、コンデンサＣ２１および抵抗Ｒ２１からなるノイズ吸収用スナバ回路と、ノイズ吸収用のインダクタＬ２１と、続流防止抵抗である抵抗Ｒ２２と、フォトカプラＰＣ２１の電流制限抵抗である抵抗Ｒ２３、Ｒ２４と、で構成されている。

上記構成のＡＣヒータ駆動回路２０５においては、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、安全保護用の定着リレーＲＬ２１とトランジスタＴＲ２１のゲートの両方がＯＮされた状態で電力が供給されて点灯する。

制御部２０２は、安全保護用の定着リレーＲＬ２１に供給する制御信号Ｓ１９をＯＮした状態で、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０のトランジスタＴＲ２１のゲートに供給する制御信号Ｓ１８をＯＮ／ＯＦＦして、ＡＣ定着ヒータＨＴ２の点灯／消灯を制御する。

図５は、図３のキャパシタ充電器２０３の構成を示す図である。キャパシタ充電器２０３は、入力されるＡＣ電圧のノイズを除去するＮＦ（ノイズフィルタ）２１１と、突入電流を防止するための突入防止回路２１２と、突入防止回路２１２を介して入力されるＡＣ電源ＰＳを整流するダイオードブリッジＤＢと、整流されたＡＣ電圧を平滑化するコンデンサＣ１００と、ＦＥＴ２１４のスイッチングを制御してキャパシタＣＰ１（図３参照）の充電動作を制御するＦＥＴ制御部２１３と、トランスＴ１００をＯＮ／ＯＦＦさせるＦＥＴ２１４、入力電圧を昇圧するトランスＴ１００と、トランスＴ１００の２次側の出力を整流・平滑化してＤＣ出力に変換する整流平滑回路２１５と、電流値を検出する電流検出部２１６、電圧値を検出する電圧検出部２１７と、キャパシタＣＰ１に過電圧を印加しないために過電圧を検出する過電圧検出部２１８と、キャパシタＣＰ１からの逆流を防止するためのダイオードＤ１００と、絶縁素子２１９とを備えている。

ＡＣ電源ＰＳから入力されるＡＣ電圧は、ノイズフィルタ２１１でノイズ除去された後、突入電流防止回路２１２を介してダイオードブリッジＤＢで整流され、コンデンサ１００で平滑化されて得られるＤＣ電圧は、トランスＴ１００の一次側に入力される。ＦＥＴ制御部２１３は、制御部２０２（図３参照）から入力される制御信号Ｓ１１がＯＮとなった場合に、キャパシタＣＰ１を充電するために、ＦＥＴ２１４のスイッチング制御を開始する。ＦＥＴ制御部２１３は、電流検出部２１６、電圧検出部２１７、および過電圧検出部２１８から入力される各検出信号に基づいて、ＦＥＴ２１４をスイッチング制御して、キャパシタＣＰ１の充電のための定電流制御、定電圧制御または定電力制御を行なう。一般に、キャパシタＣＰ１は定電流で充電することが望ましいが、定電力制御で充電することにより充電時間を短縮することが可能となる。

トランスＴ１００は、ＦＥＴ２１４でＯＮ／ＯＦＦされ、その１次側入力を昇圧して２次側から出力する。トランスＴ１００の２次側出力は整流平滑回路２１５で整流・平滑されて、ダイオードＤ１００を介して、キャパシタＣＰ１に出力される。整流・平滑後のトランスＴ１００の２次側出力は、電流検出部２１６、電圧検出部２１７、および過電圧検出部２１８でそれぞれ電流値、電圧値、および過電圧が検出されてその各検出信号がＦＥＴ制御部２１３に入力される。

図６は、図３のキャパシタ充放電回路２０８の構成を示す図である。キャパシタ充放電回路２０８は、図６に示すように、充放電用スイッチ２３１と、安全保護用の定着リレーＲＬ１１と、定着リレーＲＬ１１の逆起防止用のダイオードＤ１１と、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出する両端電圧検出回路２３２と、を備えている。

キャパシタＣＰ１の両端には、充放電用スイッチ２３１と安全保護用の定着リレーＲＬ１１が接続されている。充放電用スイッチ２３１は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１３によりＯＮ／ＯＦＦされる。同様に、安全保護用の定着リレーＲＬ１１は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ１４によりＯＮ／ＯＦＦされる。

充放電用スイッチ２３１と安全保護用の定着リレーＲＬ１１の両者がＯＮされると、定着ヒータＨＴ１には、キャパシタＣＰ１に蓄積された電荷が放電して、電力が供給される。

両端電圧検出回路２３２は、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出して、その電圧信号Ｓ１５を制御部２０２に出力する。制御部２０２は、この電圧信号Ｓ１５を常時監視して、キャパシタＣＰ１の充電状態を監視する。

図７は、図３の制御部２０２の概略構成を示す図である。制御部２０２は、図７に示すように、ＣＰＵ２４１、メモリ２４２等から構成されている。

ＣＰＵ２４１は、本複写機１を制御するためのプログラムやデータを格納するためのメモリ２４２と接続されており、メモリ２４２に格納されたプログラムに基づいて、プリンタエンジンや電源回路２００の制御を行なう。

ＣＰＵ２４１には、キャパシタ充放電回路２０８の両端電圧検出回路２３２で検出されたキャパシタＣＰ１の両端電圧を表す電圧信号（アナログ信号）Ｓ１５、定着ローラ１５１の表面温度を検出するためのサーミスタＴＨ１１と抵抗Ｒ４１の抵抗値によって分圧された検出信号（アナログ信号）Ｓ１６、および入力電流検出回路２０６で装置の入力電流を検出した検出電流（アナログ信号）Ｓ１７等が入力される。

また、ＣＰＵ２４１は、ＩＯポートを介して、キャパシタＣＰ１の充電をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ１１、充放電用スイッチ２３１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ１３、安全保護用の定着リレーＲＬ１１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ１４、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ１８、および安全保護用の定着リレーＲ２１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ１９等を出力する（図３も参照）。

さらに、ＣＰＵ２４１は、操作部１５０を制御する構成となっており、操作部１５０上に設けられたＫＥＹ１６３の入力を監視している。また、ＤＲＶ２４３はＬＣＤ１１を駆動するドライバ、ＤＲＶ２４４はＬＥＤ１６２を駆動するドライバであり、ＣＰＵ２４１により駆動制御される。

図８は、ＤＣ電源生成回路２０４などの動作を説明するブロック図である。主電源ＳＷ２０１がＯＮになると、ＤＣ電源生成回路２０４にＡＣ電源が供給され、ＤＣ電源生成回路２０４のＤＣ制御部（コンバータなどで構成される）２５１，２５２でＤＣ電源が生成される。ＤＣ制御部２５２の出力するＤＣ電源は前述の制御部（メイン制御部）２０２に供給され、ＤＣ制御部２５１の出力するＤＣ電源はサブ制御部２５３に供給される（その他、操作部１５０、後述の充電制御回路１０にも供給される）。

サブ制御部２５３は、マイクロコンピュータを備え、省エネモードの管理を行なう制御装置である。すなわち、本デジタル複写機１は、いわゆる省エネモードの機能を備えている。本デジタル複写機１では、所定の条件が満足されたとき、すなわち、本デジタル複写機１が使用されない待機状態のまま一定時間が経過した場合などに、一部の電力負荷のみに通電を維持し、メイン制御部２０２を含むその他の大部分の電力負荷に対する電力の供給を停止して省電力、省エネルギーを図る機能を備えている。この場合、大部分の電力負荷に対する電力の供給を停止後、所定の条件が満足されたとき、すなわち、操作部１５０の操作キーにユーザが触れた場合など、一定の条件が満たされると、電力の供給を停止していた各電力負荷への電力の供給が再開される。

この例においては、サブ制御部２５３は、前述の本デジタル複写機１が使用されない待機状態のまま一定時間が経過した場合など、省電力モードに移行すべき一定の条件が整ったときに、省エネ信号Ｓ３を出力してＤＣ制御部２５２のＤＣ出力を停止させる（電力制御手段）。なお、サブ制御部２５３にＤＣ電源を供給するＤＣ制御部２５１は常時ＤＣ電源を出力する。これにより、メイン制御部２０２は停止するので、前述の制御信号Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ１９の出力などはなくなり、サーミスタＴＨ１１などの各種センサ、キャパシタ充電器２０３、ＡＣヒータ駆動回路２０５などの各負荷は動作を停止する。よって、省電力、省エネルギーを図ることができる。このようにして省エネモードに移行後に、電源キー入力検知部２５４により操作部１５０の所定のキースイッチを操作したことがサブ制御部２５３により検知された場合には、サブ制御部２５３は省エネ信号Ｓ３を解除してコンバータ２５２が再びメイン制御部２０２に電力の供給を開始するので（電力制御手段）、デジタル複写機１が本来の機能を発揮するために必要な各負荷への電力の供給が可能となる。その他、省エネモードからの復帰条件としては、原稿が原稿台１０２にセットされたことの検知、本デジタル複写機１がＦＡＸ送受信機能と備えている場合のＦＡＸの受信の検知、プリンタジョブの受信検知などであってもよい。

このように、本デジタル複写機１の省エネモードでは、省エネモード移行後には特に電力消費の大きいメイン制御部２０２も停止し、省エネモードを管理するサブ制御部２５３等のみが動作しているだけなので、節電効果は大きいといえる。

しかし、メイン制御部２０２は、省エネモードにないときには、前述のように両端電圧検出回路２３２で検出した検出電圧Ｓ１５に基づいて、必要なときに制御信号Ｓ１１によりキャパシタ充電器２０３を制御してキャパシタＣＰ１への充電を行っている。具体的には、検出電圧Ｓ１５が所定の基準値を下回ったときにキャパシタＣＰ１の充電量が足りないと判断して、キャパシタＣＰ１への充電を行なう。

しかしながら、メイン制御部２０２が停止していると制御信号（充電信号）Ｓ１１が出力されないので、省電力モード移行後にはキャパシタＣＰ１への充電は行なわれないことになる。すると、省電力モード移行時点でキャパシタＣＰ１の充電量が不十分であるときや、省電力モードの継続時間が長くてキャパシタＣＰ１が自然放電した場合など、省電力モード移行時、移行後にキャパシタＣＰ１の充電量が足りないときには、その後、省電力モードから復帰してデジタル複写機１で画像形成を行おうとしても、定着ローラ３０１を急速に加熱することができず、画像形成の開始が遅れてしまい、ユーザは画像形成の開始まで長時間待たされてしまうという不具合がある。

そこで、省電力モード移行後には電力消費の大きいメイン制御部２０２への通電を停止しつつも、キャパシタＣＰ１の必要な充電は行なえるようにする必要がある。以下では、そのための手段について説明する。

図９は、省電力モード移行後には電力消費の大きいメイン制御部２０２への通電を停止しつつも、キャパシタＣＰ１の必要な充電は行なえるようにする充電制御回路１０の回路図である。

充電制御回路１０は、充電制御手段を実現する回路で、サブ制御部２５３とともにＤＣ制御部２５１の出力するＤＣ電源で省エネモード移行後も動作し、キャパシタＣＰ１の端子間電圧（充電電圧）を直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧して検出する前述の両端電圧検出回路２３２と、両端電圧検出回路２３２による電圧検出信号Ｓ１５を、所定の電源電圧を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して得られる所定の基準電圧Ｓ２と比較する比較回路３とを備えている。これにより、キャパシタＣＰ１の充電電圧が、充電が必要なほど低いか否かを判断することができる。

キャパシタＣＰ１の充電電圧が充電を必要とするほど低いときには、比較回路３はＨレベル信号（検出電圧Ｓ１５が基準電圧Ｓ２を下回ることを示す信号）をアンド回路４に出力する（第１の信号）。アンド回路４には、前述の省エネ信号Ｓ３（Ｈレベル信号）、すなわち、省エネモード移行状態にあることを示す信号（第２の信号）も入力され、省エネ信号Ｓ３がＨレベルで省エネモードにあるとき、かつ、比較回路３の出力信号がＨレベルでキャパシタＣＰ１の充電電圧が充電が必要なほど低いときには、これらのアンドをとって、アンド回路４は、制御信号Ｓ５（Ｈレベル信号）をオア回路５に出力する。

オア回路５は、制御信号Ｓ１４と、制御信号Ｓ５のオアをとって、キャパシタ充電器２０３にキャパシタＣＰ１の充電の実行を指示する前述の制御信号Ｓ１１を出力する（図３では、制御部２０２からキャパシタ充電器２０３に、直接、制御信号Ｓ１１を出力するように図示しているが、実際はオア回路５を介して出力する）。

このように、充電制御回路１０は、メイン制御部２０２がキャパシタＣＰ１の充電を行わない省エネモード時においても、キャパシタＣＰ１の充電電圧が低くなりすぎたときにはキャパシタＣＰ１への充電を実行するので、省エネモードから復帰後には常に定着ローラ３０１を急速に加熱することができ、画像形成を速やかに開始し、ユーザは画像形成の開始まで長時間待たされてしまうことがなく、使い勝手がよい。なお、制御信号Ｓ１１により充電がされるときは、電圧Ｓ１５が所定の基準値に達すると、充電量がフルに達したと判断してキャパシタＣＰ１への充電を停止する不図示の回路が、キャパシタ充電器２０３に設けられている。

図１０は、充電制御回路１０の他の構成例を示す回路図である。図１０において、図９と同一符号の回路要素などは図９の充電制御回路１０と同様であり、詳細な説明は省略する。図１０の充電制御回路１０が図９のものと相違するのは、アンド回路４に許可／禁止信号Ｓ７（第３の信号）が入力することである。この許可／禁止信号Ｓ７は、操作部１５０から、常時はＨレベル信号として出力されるが、操作部１５０でユーザが所定のキーを操作することにより、Ｌレベル信号となり、このときは、アンド回路４がＬレベル信号を出力するので、省エネモード移行後でキャパシタＣＰ１の充電電圧が低下していてもキャパシタ充電器２０３はキャパシタＣＰ１の充電を行わない。

すなわち、週末や長期休暇の場合など、デジタル複写機１が長時間使用されないときは、たとえ省エネモードに移行しているときにキャパシタＣＰ１の充電電圧が低下しても、キャパシタＣＰ１の充電は不要であり、かかる充電は電力の無駄となる。そこで、その場合には、ユーザが操作部１５０で所定のキー操作を行えば、これは、キャパシタＣＰ１への充電の禁止のユーザからの指示の受付となり（受付手段）、許可／禁止信号Ｓ７はＬレベルの状態を維持して、このキャパシタＣＰ１への充電の禁止のユーザからの指示があったことを示す信号となるので、充電制御回路１０によるキャパシタＣＰ１への充電は禁止され、節電を図ることができる。そして、週末や長期休暇が明けたときなどには、再度ユーザが操作部１５０で所定のキー操作を行えば、許可／禁止信号Ｓ７はＨレベルに戻り、省エネモード中のキャパシタＣＰ１の充電が可能となる。

図１１は、充電制御回路１０の他の構成例を示す回路図である。図１１において、図１０と同一符号の回路要素などは図１０の充電制御回路１０と同様であり、詳細な説明は省略する。図１１の充電制御回路１０が図１０のものと相違するのは、アンド回路４がオア回路５の後段に設けられている点である。これにより、ユーザが操作部１５０で所定のキー操作を行って、許可／禁止信号Ｓ７はＬレベルのときは、省エネモードになくても、すなわち、制御部２０２が出力する制御信号Ｓ１４によっても、キャパシタＣＰ１の充電が禁止されるので、ユーザが操作部１５０を操作することで、必要があるときは絶対的にキャパシタＣＰ１の充電が禁止して節電を図ることができる。

図１２は、充電制御回路１０の他の構成例を示す回路図である。図１２において、図９と同一符号の回路要素などは図９の充電制御回路１０と同様であり、詳細な説明は省略する。図１２の充電制御回路１０が図９のものと相違するのは、許可／禁止信号Ｓ７に代えて、タイマ信号Ｓ８をアンド回路４に入力させる点である。サブ制御部２５３は、時計機能とタイマ機能を備えていて、常時はタイマ信号Ｓ８をＨレベル信号として出力するが、所定の時間帯になると、タイマ信号Ｓ８をＬレベルに変更する（時刻判定手段）。すなわち、タイマ信号Ｓ８は、現在時刻が所定の時間帯にあることを示す信号となる。これにより、所定の時間帯（夜間など）においては、省エネモードに移行していて、キャパシタＣＰ１への充電が不十分であっても、キャパシタＣＰ１への充電は禁止され、無駄な充電を行わないようにして節電を図ることができる。

図１３は、充電制御回路１０の他の構成例を示す回路図である。図１３において、図９と同一符号の回路要素などは図９の充電制御回路１０と同様であり、詳細な説明は省略する。図１３の充電制御回路１０が図９のものと相違するのは、両端電圧検出回路２３２を構成する抵抗Ｒ２（あるいは抵抗Ｒ１、または抵抗Ｒ１，Ｒ２の両方）が可変抵抗で構成されている点である。これにより、経時変化によってキャパシタＣＰ１の性能が変化し、同一の電圧レベルまで充電するのに要する時間が長期化し、よって、キャパシタＣＰ１への充電は早めに行なわなければならなくなっても、サービスマンが前述の可変抵抗の抵抗値を調節して、基準電圧Ｓ２の値を調節することが可能となり（可変手段）、省エネモードに移行後のキャパシタＣＰ１への充電を早めに開始できるようにすることができる。もちろん、抵抗Ｒ３，Ｒ４の少なくとも一方を可変抵抗として、比較回路３に入力する基準電圧の大きさを可変としてもよい。

図１４は、充電制御回路１０の他の構成例を示す回路図である。図１４において、図９と同一符号の回路要素などは図９の充電制御回路１０と同様であり、詳細な説明は省略する。図１４の充電制御回路１０が図９のものと相違するのは、アンド回路４の出力信号に基づいて制御信号Ｓ１１を操作部１５０へも出力するようにしている点である。これにより、操作部１５０は、制御信号Ｓ１１がＨレベルにあるときは、ＬＥＤを点灯するなど所定の手段で、省エネモードに移行後のキャパシタＣＰ１への充電の実行をユーザに報知することができる（報知手段）。

次に、参考例として、前述の各充電制御回路１０の機能を他のローカルの制御部、この例ではサブ制御部２５３が行なう処理により実現する場合について説明する。図１５は、この場合のハードウエア構成を示すブロック図である。以下の説明で、図８〜図１４と同一符号の部材は前述の説明と同様の回路要素などであるため、詳細な説明は省略する。

この例では、メイン制御部２０２は制御信号をサブ制御部２５３に出力し、サブ制御部２５３がキャパシタ充電器２０３を制御して、省エネモードにないときのキャパシタＣＰ１の制御を行なう。

そして、前述の電圧検出信号Ｓ１５，許可／禁止信号Ｓ７、タイマ信号Ｓ８も、サブ制御部２５３に入力され、省エネモードにあるときには、サブ制御部２５３が、図１６のフローチャートに示す処理を行なう。この処理は充電制御手段を実現するものである。すなわち、省エネモードにあるときは（ステップＳ１のＹ）、キャパシタＣＰ１の両端電圧Ｓ１５が予め設定されている基準値Ｓ２を下回っていると判断したときは（ステップＳ２のＹ）、許可／禁止信号Ｓ７、タイマ信号Ｓ８（この例ではタイマ信号Ｓ８はサブ制御部２５３の内部の信号である）がＬレベルにあるか否かを判断し（ステップＳ３，Ｓ４）、いずれもＬレベルにあるときは（ステップＳ３のＹ，Ｓ４のＹ）、制御部２０２からキャパシタＣＰ１の充電を指示する制御信号Ｓ１４が出力されているときは（ステップＳ５のＹ）、これをキャンセルして（ステップＳ６）、キャパシタ充電器２０３に制御信号Ｓ１１を出力して、キャパシタＣＰ１の充電を行なう（ステップＳ７）。また、ステップＳ７では同時に制御信号Ｓ１１を操作部１５０にも出力して、図１４を参照して前述した例と同様に、キャパシタＣＰ１の充電を実行していることをユーザに報知する（報知手段）。

キャパシタＣＰ１の両端電圧Ｓ１５が基準値Ｓ２以上であると判断したとき（ステップＳ２のＮ）、あるいは、許可／禁止信号Ｓ７、タイマ信号Ｓ８がいずれもＨレベルにあるときは（ステップＳ３のＮ，Ｓ４のＮ）、ステップＳ７の充電は行なわない。

図１７は、サブ制御部２５３などが実行する基準値Ｓ２の設定処理のフローチャートである。すなわち、サービスマンなどが操作部１５０で所定のキー操作を行って基準値Ｓ２の値として所定の値を指定すると（ステップＳ１１のＹ）、その値を基準値Ｓ２の値として図示しない不揮発性メモリなどに設定する（可変手段）（ステップＳ１２）。前述の図１６の処理では、このようにして設定した基準値Ｓ２を用いて、ステップＳ２の判断を行なう。

以上のような処理を行なうことにより、サブ制御部２５３などのローカルの制御部により、前述の充電制御回路１０の機能を実行することができる。

本実施の形態のデジタル複写機の縦断面図である。定着装置の説明図である。定着装置を主としたデジタル複写機の電源制御系の回路図である。ＡＣヒータ駆動回路の回路図である。キャパシタ充電器の回路図である。キャパシタ充放電回路の回路図である。メイン制御部の回路図である。サブ制御部などの機能を説明する回路図である。充電制御回路の回路図である。充電制御回路の他の構成例の回路図である。充電制御回路の他の構成例の回路図である。充電制御回路の他の構成例の回路図である。充電制御回路の他の構成例の回路図である。充電制御回路の他の構成例の回路図である。充電制御回路の機能をサブ制御部が実行する処理で実現する場合の回路図である。サブ制御部が実行する処理のフローチャートである。サブ制御部が実行する処理のフローチャートである。

符号の説明

１画像形成装置
３比較回路
４アンド回路
１２１定着装置、発熱装置
２０２制御装置
２０３充電器
２３２端子電圧検出回路
２５３電力制御手段
ＣＰ１蓄電器
ＨＴ１発熱部材

Claims

キャパシタと、
前記キャパシタを充電する充電器と、
前記キャパシタの端子間電圧を検出する端子間電圧検出回路と、
前記端子間電圧検出回路が出力する前記端子間電圧に基づき、前記充電器を制御して前記キャパシタを充電する制御装置と、
前記制御装置への電力の供給を停止した状態にする省エネモードにおいて前記充電器による充電のオン／オフを制御し、前記キャパシタを充電する省エネモード時充電制御回路とを有し、
前記省エネモード時充電制御回路は、
前記端子間電圧を所定の基準電圧値と比較する電圧比較回路を備え、
前記電圧比較回路は、前記端子間電圧が前記所定の基準電圧値を下回ることを出力し、且つ、前記省エネモードであるときに前記充電器による前記キャパシタの充電をオンする信号を出力することを特徴とする電源装置。
前記制御装置は、前記端子間電圧が所定の基準電圧値を下回るときに前記充電器による前記キャパシタの充電を行なう、請求項１に記載の電源装置。
前記省エネモード時充電制御回路は、ユーザから前記キャパシタの充電の禁止の指示を受け付ける受付手段を備え、
前記禁止の指示を受け付けたときは、前記充電器による前記キャパシタの充電を禁止する、請求項１又は２に記載の電源装置。
前記省エネモード時充電制御回路は、現在時刻が所定の時間帯にあるか否かを判定する時刻判定手段を備え、
現在時刻が前記所定の時間帯にあると前記時刻判定手段が判定したときは前記キャパシタの充電を禁止する、請求項１〜３のいずれかの一に記載の電源装置。
前記省エネモード時充電制御回路により前記キャパシタの充電を行なうときには、前記キャパシタの充電を行なう旨をユーザに報知する報知手段を、備えている請求項１〜４のいずれかの一に記載の電源装置。
前記キャパシタが発熱装置の発熱部材に供給する電力を蓄電するものである請求項１〜５のいずれかに一に記載の電源装置。
電子写真方式で媒体上に画像形成を行い、定着装置の定着部材によりトナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱して前記トナー画像の定着を行なう画像形成装置であって、
前記定着部材を加熱する発熱部材に電力を供給する電源装置として請求項１〜６のいずれかの一に記載の電源装置を備えている、画像形成装置。
使用されない待機状態のまま一定時間が経過した場合に省エネモードに移行し、
操作部の所定のキースイッチの操作により前記省エネモードから復帰する請求項７に記載の画像形成装置。