JP5219585B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関し、特に、負荷の駆動電源として充電可能な補助電源を備えた画像形成装置に関する。

複写機、静電プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置では、感光体ドラム上に光を照射して得られた静電潜像を現像剤（以下、「トナー」という。）で現像することによって画像形成が行われる。そして、転写紙上にトナー像が転写された後、この未定着トナー像を担持する転写紙が定着装置へ搬送される。

定着装置は、円筒状芯金の表面に離型性樹脂被膜を形成して成る加熱ローラと、これに圧接し、弾性体層を表面に有する加圧ローラとを備える。定着装置では、加熱ローラの表面温度が所定の定着温度に達した状態で、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に未定着トナー像を担持する転写紙を、トナー像面が加熱ローラに接するように通紙させる。そして、熱と圧力によりトナー像を転写紙面に融着させて定着させる。このような定着装置（熱ローラ定着装置）が画像形成装置に広く使用されている。

熱ローラ定着装置では、立ち上げ時に、所定の立ち上げ時間内に加熱ローラを所定の定着温度に上昇させる必要があるため、多量の熱すなわち電力を必要とする。近年は、この立ち上げ時間の短縮化のために加熱ローラを薄肉化して熱容量を減少させる手法が採られているが、この手法では印字動作中に定着装置を通過する転写紙によって熱を奪われやすくなる。そのため、印字動作中に、特に装置立ち上げ直後の印字動作中に、より多くの加熱つまり電力が必要になる。

さらに、画像形成装置には、原稿読取時に動作する自動原稿給送装置（ＡＤＦ）を備えた画像読取部や、画像形成が終了した転写紙の丁合や製本などの後処理を受け持つ後処理装置などが追加され、全体での消費電力は増加する傾向にある。

一方、一般に使用できる商用電源には、消費電流の合計が最大１５Ａなどの規格があり、単一のプラグから供給できる電力には限りがある。これを超過する電力を使用する場合は、電源工事が必要となり、使用者に負担を強いるので好ましくない。そのため、特許文献１、２のように、装置不使用時に、蓄電可能な補助電源に電力を蓄電しておき、装置の消費電力が増加したときには一部の負荷に該補助電源より電力を供給することが提案されている。この手法では、商用電源からまかなう最大消費電力を低減させる、いわゆる電力平準化が可能となる。

近年では、このような充電式の蓄電手段として内部抵抗が小さく、大電流での充放電が可能な電気２重層キャパシタなどが大容量化されて実用化されてきている。
特開２０００−３１５５６７号公報 特開２００４−２３６４９２号公報 特開２００２−１６２８５４号公報

しかしながら、上述した充電式の補助電源については、充分に充電されていないと十分な電力を供給することができない。また、非使用時でも漏れ電流などによる電荷の減少を避けることができないので、非充電状態では徐々に蓄積電力が減少する。このことから上記特許文献１では、装置立ち上げ時に補助電源を使用して定着装置に電力を供給しているが、補助電源が満充電でない場合は所望の加熱ができないので所定の時間内で目標の定着温度に達することができない。その結果、印字開始が遅延して画像形成の効率が低下するおそれがある。

また、近年では、定着装置が使用可能になるまでの時間を短縮するために、上述したローラ薄肉化に加えて、加熱源として誘導加熱方式を利用した、いわゆるＩＨ式の加熱装置も使用されている。しかしながら、この場合、充電式の補助電源からの出力電流が直流であることから、交流印加を必要とするＩＨ加熱には補助電源からの電力を重畳することが困難である。また、特許文献３のように、補助電源で駆動する専用の加熱源を備える構成では、定着装置全体が大きくなり、費用も高価になる。

一方、特許文献２は、定着装置の加熱以外の電力を補助する構成も含まれるが、電力補助切り換えや充電電流決定に各負荷の使用電力予測を用いているため、動作モードが多岐にわたる近年の複合画像形成装置においては制御が煩雑となる。その上、複数の負荷の同時動作時に瞬間電力の計算に誤差が大きくなり、商用電源が供給可能な最大電力を長時間超過するおそれがある。

また、図６で示すように、定着装置の加熱にハロゲンランプを利用した場合、ランプの消費電力が一定なために平均電力（平均消費電力）を調整するときは、その点灯比率が調整される。そのため、瞬間最大消費電力はランプ点灯期間中定であり、減少することは無い。従って、余剰電力を補助電源の充電に使用するとしても、最大消費電力を低下させることはほぼ不可能である。

また、補助電源への充電が断続的になり、効率的ではない。さらに、充電速度を速くするためには、充電時の充電電流を大きくしなければならないので、充電電流供給側の電源容量も大きくなる。

本発明は、充電可能な補助電源を使用して本体の最大消費電流を低減すると共に該補助電源を余剰電力で効率的に充電することで極力生産性を低下させず最大消費電流を供給可能な最大電流以下に調整することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、複数の負荷を動作させて用紙に画像を形成する画像形成装置において、商用電源に接続され、前記複数の負荷に直流の電力を供給する第１の電力供給手段と、前記第１の電力供給手段から供給される電力により充電され、且つ前記複数の負荷の少なくとも１つの特定負荷に対して直流の電力を供給する第２の電力供給手段と、前記特定負荷に対して前記第１の電力供給手段と前記第２の電力供給手段のいずれか一方から電力供給するように電源経路を切り換える切換手段と、前記商用電源から供給される電流が前記商用電源の最大供給電力を超えないように前記第２の電力供給手段の充電電流を制御するとともに、前記切換手段により前記第１の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給されている状態で、前記特定負荷の駆動電流が第１の所定値まで増加した場合、前記特定負荷への電0力供給を前記第２の電力供給手段から行うように前記切換手段を制御し、前記第２の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給している状態で、前記第２の電力供給手段の出力電流が第２の所定値以下に低下すると前記第１の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給するように前記切換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の総消費電力を低下させることができ、その結果、商用電源が供給可能な最大電力を長時間超過することを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が適用された複写機の概略構成を示す縦断面図である。

図１において、本実施形態における画像形成装置は、電子写真プロセスを利用した複写機であり、原稿から画像を読み取る画像読み取り手段としてのリーダ部１００と、読み取った画像を用紙（転写紙）に印刷するプリンタ部２００とで構成される。

リーダ部１００は、自動原稿給送装置３００を備え、原稿を単独若しくは連続して読み取り可能な画像読取装置である。自動原稿給送装置３００は、原稿積載台（不図示）に載置された原稿を原稿台ガラス２上の所定位置に給送する。

また、リーダ部１００は、原稿照明ランプ３、走査ミラー５等で構成されるスキャナ４を備える。スキャナ４は、自動原稿給送装置３００により原稿が原稿台ガラス面に載置されると、スキャナ４が所定方向に走査されて原稿反射光を走査ミラー５〜７を介してレンズ８を通過してイメージセンサ部１０１に結像する。

プリンタ部２００は、レーザースキャナで構成される露光制御部１０と、制御部２０２と、感光体ドラム１１と、現像器１２，１３と、用紙供給部１４，１５と、転写分離帯電器１６を備える。露光制御部１０は、制御部２０２内の画像信号制御部（不図示）から出力される画像データに基づいて変調された光ビームを感光体ドラム１１に照射する。

現像器１２，１３は、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を所定色の現像剤（トナー）で可視化する。用紙供給部１４，１５は、収容手段として定形サイズの用紙が収容され、給送ローラの駆動によりレジストローラ２５の配置位置まで給送されて一時停止し、その後、感光体ドラム１１に形成される画像との画像先端合わせタイミングをとられた状態で再給紙される。

感光体ドラム１１に現像されたトナー像が用紙に転写された後、該用紙が転写分離帯電器１６により感光体ドラム１１から分離され、搬送ベルトを介して定着部（定着装置）２１１へ搬送される。定着部２１１は、金属で形成された定着ローラ２２および加圧ローラ１７と、磁界を発生させるコイルとを備え、コイルで発生される磁界により該定着ローラ２２を発熱させる誘導加熱式により構成される。

定着部２１１は、定着ローラ２２と加圧ローラ１７の対向部で形成されるニップを用紙が通過することでトナー像の用紙への圧接加熱定着を行う。画像形成が終了した用紙は、排紙ローラ１８により排紙トレイ２０に積載排紙される。方向フラッパ２１は、画像形成の終了した用紙の搬送方向を排紙口と内部搬送路方向に切り換え、多重／両面画像形成プロセスに備える。排紙センサ１９は、用紙の排紙搬送状態を監視する。

以上説明したように、複写機は、一様に帯電された感光体ドラム１１上に画像データに基づいて変調されたレーザ光を順次照射することにより静電潜像を形成した後、該静電潜像にトナーを供給することで感光体ドラム上にトナー像を形成する。そして、用紙供給部１４等より搬送された用紙にトナー像を画像転写位置において転写して該用紙上に画像を形成し、その後、定着部２１１により該画像を用紙に圧接加熱定着させる。

図２は、図１の複写機における電力供給に関わる部分の構成を示すブロック図である。

商用電源２０１は、外部から複写機内にＡＣ電力を入力する電力供給源である。商用電源２０１からプリンタ部２００に供給可能な最大電流値は１５Ａである。商用電源２０１は、定着部２１１、ＤＣ電源２０４、及び不図示の用紙ヒータや本体内各部に配置された環境ヒータなどのＡＣ負荷２１２に接続されている。

ＤＣ電源２０４（第１の電力供給手段）は、用紙搬送用のモータ、ソレノイドなどアクチュエータ類やセンサ、表示用ＬＥＤなどのＤＣ負荷２１３や、リーダ部１００等の複写機内部で動作する複数の負荷に対して電力を供給する。

制御部２０２は、プリンタ部２００内の各部の動作を制御する。キャパシタモジュール２０３（第２の電力供給手段）は、例えば、複数の大容量の電気二重層キャパシタを直列に接続して構成される。そして、キャパシタモジュール２０３は、ＤＣ電源２０４から供給される電力を蓄積可能で、且つリーダ部１００を所定時間駆動する電力（電圧Ｖｒ×電流Ｉｒ´）を供給可能な補助電源である。電流Ｉｒ´は、自動原稿給送装置３００を含むリーダ部１００を駆動するためのリーダ部駆動電流である。

２０６は、リーダ部１００に対して、ＤＣ電源２０４とキャパシタモジュール２０３のいずれか一方から電力供給するように切り換える切換スイッチ（切換手段）である。切換スイッチ２０６は、制御部２０２からの切り換え信号２０８によって制御される。

制御部２０２（制御手段）は、切換スイッチ２０６がＤＣ電源２０４側に切り換えられているときに、第１のＤＣ電流検知部２１４により、リーダ部１００へ供給される電力の電流Ｉｒ（リーダ部駆動電流）を測定する。また、制御部２０２は、切換スイッチ２０６がキャパシタモジュール２０３側に切り換えられているときに、第２のＤＣ電流検知部２１６により、リーダ部１００へ供給される電力の電流Ｉｂａｃｋｕｐ（放電電流）を測定する。さらに、制御部２０２は、キャパシタ電圧検知信号２１０によりキャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐ(充電電圧)を測定し、キャパシタモジュール２０３が供給可能な残電力を測定する。

電流制御ＦＥＴ２０７は、ＤＣ電源２０４からキャパシタモジュール２０３への充電電流Ｉｃｈｇを制御する。充電電流Ｉｃｈｇは、制御部２０２からの電流制御ＦＥＴ２０７を駆動制御する充電電流制御信号２０９の周波数及びＯＮ比率で決定され、変更可能である。電流制御ＦＥＴ２０７とＤＣ電源２０４は、ＤＣ電源２０４の出力から所定の電流を取り出してキャパシタモジュール２０３に供給する充電手段としての定電流源を構成している。電流制御ＦＥＴ２０７のソース側には、逆流防止用ダイオード２１５を介してキャパシタモジュール２０３が接続される。定着部２１１には、商用電源２０１から誘導加熱を行うための電流Ｉｆｉｘが供給される。

次に、図１の複写機における電力の制御方法について図３、図７および図８を用いて説明する。

図３は、複写機の各動作モードにおけるＩｔｏｔａｌ、Ｖｃａｐ、Ｉｃｈｇ、及び定着部２１１の平均電力の遷移を示す状態遷移図である。図７および図８は、複写機における電力の制御処理の一例を示すフローチャートである。

装置の電源立ち上げ時に、制御部２０２は、キャパシタモジュール２０３が充電モードとなる様に切換スイッチ２０６をＤＣ電源２０４側に切り換える信号を出力する（図７のステップＳ７０１）。これにより、キャパシタモジュール２０３は充電モードとなる（図３の３０１）。

定着部２１１は、定着ローラ２２を所定時間内に目標とする定着温度にするために最大電力で動作している。このときには感光体ドラム１１への像形成動作が不能なので、他のモータなどの負荷は動作しない。従って、ＡＣ総電流（Ｉｔｏｔａｌ）はＡＣの上限電流（ＡＣ最大電力相当電流）以下である。但し、放電などによりキャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐがコンデンサ飽和電圧に達していない場合、充電電流Ｉｃｈｇを流したときは、ＡＣの上限電流を超過する恐れがある。そのため、制御部２０２は、充電電流制御信号２０９によって電流制御ＦＥＴ２０７の駆動を停止し、充電電流Ｉｃｈｇ＝０になるよう充電電流制御信号を制御する（図７のステップＳ７０２）。

定着部２１１は定着ローラ２２が目標の温度に達すると待機状態になり、定着部２１１が消費する電力が定着ローラ２２の温度を一定に保つのに必要な値まで減少する。その結果、余裕電力が生じ、キャパシタモジュール２０３への充電が可能となる。この待機状態において、制御部２０２は、総電力がＡＣ最大電力を超過しないよう充電電流Ｉｃｈｇが所定値になる様に充電電流制御信号を出力する（図７のステップＳ７０３）。その結果、キャパシタモジュール２０３が充電される（図３の３０２）。

制御部２０２は、キャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐが上限電圧（コンデンサ飽和電圧）まで達したか否かを判断する（図７のステップＳ７０４）。そして、端子電圧Ｖｃａｐが上限電圧まで達すると、制御部２０２は、再び充電電流Ｉｃｈｇ＝０になる様に充電電流制御信号を制御する（図７のステップＳ７０５）。その結果、充電は停止する。

そして、上述の待機状態において、定着部２１１は、定着ローラ２２の温度を待機中の目標温度に保つように、必要に応じて定着部２１１の平均消費電力（定着平均電力）をＰｆｉｘ３に増加させる（図７のステップＳ７０６）。

待機中に自動原稿給送装置３００に原稿が積載され、コピー開始が指示されると、リーダ部１００が原稿の搬送及び照明のために原稿照明ランプ３の点灯、リーダ部１００の駆動などのために消費電力が増加する。すなわち、リーダ部駆動電流Ｉｒが増加する。読み取った原稿画像は、制御部２０２内のＨＤ（ハードディスク）など不図示の記憶装置に記憶される。

続いて該画像を用紙上に印字する印字動作が開始される。印字動作が開始されると、定着部２１１は、用紙の通過で奪われる熱を補給すべく、定着ローラ２２の温度を目標温度に保つように、定着部２１１の平均消費電力（定着平均電力）をＰｆｉｘ１に増加させる（図７のステップＳ７０７）。

また、他のモータ、ソレノイドなどの負荷も、用紙を用紙供給部１４，１５から画像形成部を介して排紙トレイ２０まで所定のシーケンスで搬送するなどの動作を行うので、ＡＣ消費電流Ｉｔｏｔａｌが増加する。その結果、最大消費時にはＡＣ電力上限値（ＡＣ最大電力相当電流）を超過してしまう。そこで、制御部２０２は、第１のＤＣ電流検知部２１４を介してリーダ部駆動電流Ｉｒ（Ｉｒ’）が所定値まで増加したか否かを判断する（図７のステップＳ７０８）。リーダ部駆動電流Ｉｒ（Ｉｒ’）が所定値まで増加したことを検知することにより、印字動作と並行してリーダ部１００も動作していることを判断する。次に、制御部２０２は、キャパシタモジュール２０３に蓄積された電力をＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を介してリーダ部１００へ供給するよう、切り換え信号２０８で切換スイッチ２０６をキャパシタモジュール２０３側に切り換える（図７のステップＳ７０９）。これにより、キャパシタモジュール２０３は放電モードとなる（図３の３０３）。その結果、ＤＣ電源２０４の出力電流が減少するので、ＡＣ消費電流Ｉｔｏｔａｌも減少してＡＣ最大電力以下となる。

一方、キャパシタモジュール２０３の出力電流Ｉｂａｃｋｕｐは、リーダ部１００が動作している間はＩｒ’である。そのまま、キャパシタモジュール２０３からの電力供給を継続していくとキャパシタモジュール２０３の残電力が少なくなり、それに比例してキャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐが減少していく。但し、リーダ部１００に与える電圧Ｖｒは、前述のようにキャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐによらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５で調整されて一定である（図３の３０３）。

一般に、原稿の読み取りの所要時間は１枚の読取時間×枚数であるのに対して、印字動作は複数部印刷が指定される場合など原稿読取動作が先に終了し印字動作が継続されることがある。そこで、制御部２０２は、第２のＤＣ電流検知部２１６によりキャパシタモジュール２０３の出力電流Ｉｂａｃｋｕｐが一定値以下に低下したか否かを判断する（図７のステップＳ７１０）。

そして、Ｉｂａｃｋｕｐが一定値以下になると、制御部２０２は、原稿読み取り動作終了と判断し、再び切り換え信号２０８により切換スイッチ２０６をＤＣ電源２０４側に切り換える（図７のステップＳ７１１）。これにより、キャパシタモジュール２０３は放電を停止し、充電モードとなる（図３の３０４）。但し、充電電流Ｉｃｈｇ＝０なので、充電は行われない。

一方、リーダ部１００が停止しているので、リーダ部駆動電流Ｉｒは所定値以下であり、ＡＣ消費電流Ｉｔｏｔａｌも減少してＡＣ最大電力以下となる（図３の３０４）。このとき、一般的な複写機では、印字動作が終了していなくても次の複写動作のために、予めリーダ部１００で原稿の画像を読み取って記憶したり、又はＬＡＮなどのネットワークを介して外部へ送信するなどの動作を行うことが可能である。

印字中に、その印字動作とは関係なく、再度リーダ部１００が使用されると、リーダ部駆動電流Ｉｒは増加する。そこで、制御部２０２は、リーダ部駆動電流Ｉｒが所定値まで増加したか否かを判断する（図８のステップＳ７１２）。そして、リーダ部駆動電流Ｉｒが所定値まで増加すると、制御部２０２は、再度キャパシタモジュール２０３からリーダ部１００に電力供給するように、切換スイッチ２０６をキャパシタモジュール２０３側に切り換える（図８のステップＳ７１３）。これにより、キャパシタモジュール２０３は放電モードとなる（図３の３０５）。

その後、キャパシタモジュール２０３の残電力が減少していく。制御部２０２は、キャパシタ電圧検知信号２１０によりキャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐが下限値に到達したか否かを判断する（図８のステップＳ７１４）。下限値に達すると、制御部２０２は、切換スイッチ２０６を再びＤＣ電源２０４側に切り換えて（図８のステップＳ７１５）、リーダ部１００への電力供給が継続するように制御する。

切換スイッチ２０６の切り換えによりＡＣ消費電流Ｉｔｏｔａｌも再びリーダ部１００の消費電流Ｉｒ分上昇する。そのため、制御部２０２は、定着部２１１を制御して定着平均電力をＰｆｉｘ２（定着消費最大電力）まで減らしてＡＣ最大電力を超えないよう制御する（図８のステップＳ７１６）。このとき、定着部２１１の電力不足で定着温度が低下し過ぎないように、用紙の搬送速度を低下させるか若しくは搬送間隔を広げるなどの一時的に単位時間当たりの像形成枚数（生産性）を低下させる制御も行われる。

制御部２０２は、２回目の原稿読み取り動作（読取２）が終了したことを第１のＤＣ電流検知部２１４による測定結果に基づいて判断する（図８のステップＳ７１７）と、定着平均電力をＰｆｉｘ１に復帰させる（図８のステップＳ７１８）。更に、低下させた用紙の搬送速度若しくは搬送間隔を元に戻して生産性を回復させる。

その後、印字動作が終了して装置が待機状態に入ると、充電電流Ｉｃｈｇを所定値に設定してキャパシタモジュール２０３を充電する（図８のステップＳ７１９）。その結果、キャパシタモジュール２０３の端子電圧Ｖｃａｐも再び上昇していくので、制御部２０２は、再び飽和電圧に達したことを検知すると（図８のステップＳ７２０）、充電電流Ｉｃｈｇ＝０にし、充電を終了する（図８のステップＳ７２１）。その後は、ステップＳ７０６以降を繰り返す。

上記第１の実施形態によれば、画像形成装置としての複写機において、特定負荷であるリーダ部１００に対してＤＣ電源２０４とキャパシタモジュール２０３のいずれか一方から電力供給するように切り換える切換スイッチ２０６を備える。そして、第１のＤＣ電流検知部２１４により測定された特定負荷への供給電力とその他の負荷の使用電力との合計が、商用電源２０１が供給可能な最大電力を越える場合、特定負荷への電力供給をキャパシタモジュール２０３から行うように切換スイッチを制御する。これにより、画像形成装置全体での総消費電力が、商用電源が供給可能な最大電力を超過する場合でも、特定負荷を充電可能な電力供給源からの電力で駆動するよう電源経路を切り換えるので、総消費電力を低下させることが可能である。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成（図１）が上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置における電力供給に関わる部分の構成を示すブロック図である。なお、図２に示す同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図４において、サブＤＣ電源４０２（第３の電力供給手段）は、リーダ部１００への駆動電力の供給及びキャパシタモジュール２０３への充電電力の供給を専用に引き受ける補助電源である。従って、ＤＣ電源２０４はリーダ部１００への電力供給及びキャパシタモジュールへの充電には関与しない。第３の電流検知部４０１（電流測定手段）は、リーダ部１００への電流Ｉｒとキャパシタモジュール２０３への充電電流Ｉｃｈｇの合計を測定して、制御部２０２へ報知する。ＦＡＮ４０３は、サブＤＣ電源４０２を主に冷却するための冷却手段としてのファンである。

サブＤＣ電源４０２が供給可能な最大電流をＩｍａｘｓｕｐとし、Ｉｍａｘｓｕｐ≒Ｉｒｍａｘ（Ｉｒｍａｘ：リーダ部電流Ｉｒの最大値）となるように充電電流を設定すると、サブＤＣ電源４０２の電力供給能力を無駄に大きく設計することなく経済的である。また、サブＤＣ電源４０２が供給可能な電力は、少なくとも特定負荷であるリーダ部１００を連続駆動可能（複数枚の原稿の給送及び読取が可能）な容量とする。

上記第１の実施形態で説明したように、切換スイッチ２０６がサブＤＣ電源４０２側に切り換えられることによってキャパシタモジュール２０３が放電停止すなわち充電可能な状態にある。このとき、制御部２０２は、プリンタ部２００が動作中で無ければ、第３の電流検知部４０１による測定結果を元に、下式となるように、電流制御ＦＥＴ２０７によって充電電流Ｉｃｈｇを制御する。

Ｉｍａｘｓｕｐ＝Ｉｒ＋Ｉｃｈｇ
このように、制御部２０２は、電流設定手段として、キャパシタモジュール２０３が充電可能な状態にある場合、リーダ部１００への供給電力とキャパシタモジュール２０３への充電電力を所定の電流値で行うように制御する。この所定の電流値は、上述したように、サブＤＣ電源４０２が供給可能な最大電流となる。そして、充電電流Ｉｃｈｇは、第３の電流検知部４０１による測定結果から、サブＤＣ電源４０２が供給可能な最大電流を超えないように、制御部２０２により随時最適化される。

また、印字中はＡＣ消費電流ＩｔｏｔａｌがＡＣ最大電流を超過しないように、第３の電流検知部４０１による測定結果に関わらず、充電電流Ｉｃｈｇ＝０とすればよい。

また、制御部２０２は、サブＤＣ電源４０２の出力電流を第３の電流検知部４０１によって測定し、測定された出力電流が、例えば、Ｉｍａｘｓｕｐの８０％以上など所定値以上のとき、ＦＡＮ４０３を定格電流で動作させるように制御する。これにより、サブＤＣ電源の昇温を防止する。

上記第２の実施形態によれば、リーダ部１００への駆動電力の供給及びキャパシタモジュール２０３への充電電力の供給が可能なサブＤＣ電源４０２を備える。そして、キャパシタモジュール２０３が電力供給していない場合、サブＤＣ電源４０２がリーダ部１００に電力供給する。そして、キャパシタモジュール２０３を所定の電流値で充電するように電源経路を切り換える。これにより、充電可能な補助電力源を効率良く充電することができ、画像形成装置の生産性を高めることが可能である。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成（図１）が上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

図５は、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置における各動作モードにおける時間経過時の状態遷移図である。なお、図３に示す同一の構成要素については統一の符号を付して、その説明は省略する。

図５において、１回目の原稿読み取り動作（読取１）が終了した後、２回目の原稿読み取り動作（読取２）が開始するまで、図３と同様に、読取休止時間Ｔｗａｉｔが発生する。ここで、上記第１の実施形態では、切換スイッチ２０６をＤＣ電源２０４側に切り換え、一旦放電モードから充電モードに切り換えていた（３０４）。

本第３の実施形態では、原稿読み取り動作終了後に直ちに放電モードから充電モードに切り換えず、該動作終了後から所定の時間（遅延時間Ｔｄｌｙ）経過後に切り換える。すなわち、制御部２０２は、読取休止時間Ｔｗａｉｔと遅延時間Ｔｄｌｙとを比較して、Ｔｄｌｙ＞Ｔｗａｉｔである場合は、放電モードから充電モードへの切り換え、すなわち切換スイッチ２０６による電源経路の切り換えを行わないように制御する。例えば、原稿読み取り動作が頻繁に行われる場合、切換スイッチ２０６が原稿読み取り動作のたびに頻繁に切り換えを行うことが無くなり、切り換え時の動作音の低減やＳＷ部の機械的寿命を伸ばすことが可能である（５０１）。なお、遅延時間Ｔｄｌｙは、リーダ部１００の休止時電力によるキャパシタモジュール２０３の消費量を考慮して経験的に導かれるのが適当である。

また、制御部２０２は、キャパシタモジュールの残電力が所定の閾値以下のときは、切換スイッチをキャパシタモジュール側へ切り換えるのを禁止するとともに、装置内の総消費電力を、商用電源が供給可能な最大電力以下になるよう制御してもよい。

本第３の実施形態では、上記第１の実施形態に適用した場合について説明したが、上記第２の実施形態に適用でき、同様の効果が得られることは言うまでもない。

［第４の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態において、キャパシタモジュール２０３により補助する特定負荷をリーダ部１００とした。しかしながら、本体であるプリンタ部２００に接続して、間欠動作する負荷であれば、これに限定されるものではなく、上記同様の制御方法で電力補助による電力平準化が可能である。

また、キャパシタモジュール２０３への充電電流の制御に電流制御ＦＥＴ２０７を使用したが、必要な可変電流をキャパシタモジュール２０３に与えることが可能であれば他の電流調整素子も使用可能である。

また、上記第１及び第２の実施形態では、連続的に充電可能な待機時以外は充電電流Ｉｃｈｇ＝０としたが、定着部２１１が誘導加熱式定着装置である場合は、当該定着部２１１に供給する電力は定着部温度に応じて連続的に可変される。定着部２１１へ一定の電力供給をしていても定着部２１１の温度が飽和していれば、定着部２１１に供給する電力を徐々に低下していくことができる。そして、その低下分に比例して充電電流Ｉｃｈｇを増加させ、キャパシタモジュール２０３の残電力低下を抑えることが可能である。

上記第１〜第４の実施の形態では、プリンタ部２００に接続された負荷としてリーダ部１００を説明したが、これに限定されず、間欠動作する負荷であれば、他の周辺装置であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が適用された複写機の概略構成を示す縦断面図である。 図１の複写機における電力供給に関わる部分の構成を示すブロック図である。 複写機の各動作モードにおけるＩｔｏｔａｌ、Ｖｃａｐ、Ｉｃｈｇ、及び定着部２１１の平均電力の遷移を示す状態遷移図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置における電力供給に関わる部分の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態における複写機の各動作モードにおけるＩｔｏｔａｌ、Ｖｃａｐ、Ｉｃｈｇ、及び定着部２１１の平均電力の遷移を示す状態遷移図である。 従来のハロゲンランプを定着装置に使用した画像形成装置における電力と補助電源充電電流の遷移を示す状態遷移図である。 複写機における電力の制御処理の一例を示すフローチャートである（その１）。 複写機における電力の制御処理の一例を示すフローチャートである（その２）。

符号の説明

１００ リーダ部
２００ プリンタ部
２０２ 制御部
２０３ キャパシタモジュール
２０４ ＤＣ電源
２０５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０６ 切換スイッチ
２０７ 電流制御ＦＥＴ
２１１ 定着部（定着装置）
２１２ ＡＣ負荷
２１３ ＤＣ負荷
２１４ 第１のＤＣ電流検知部
２１６ 第２のＤＣ電流検知部

Claims (5)

1. 複数の負荷を動作させて用紙に画像を形成する画像形成装置において、
   商用電源に接続され、前記複数の負荷に直流の電力を供給する第１の電力供給手段と、
   前記第１の電力供給手段から供給される電力により充電され、且つ前記複数の負荷の少なくとも１つの特定負荷に対して直流の電力を供給する第２の電力供給手段と、
   前記特定負荷に対して前記第１の電力供給手段と前記第２の電力供給手段のいずれか一方から電力供給するように電源経路を切り換える切換手段と、
   前記商用電源から供給される電流が前記商用電源の最大供給電力を超えないように前記第２の電力供給手段の充電電流を制御するとともに、前記切換手段により前記第１の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給されている状態で、前記特定負荷の駆動電流が第１の所定値まで増加した場合、前記特定負荷への電力供給を前記第２の電力供給手段から行うように前記切換手段を制御し、前記第２の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給している状態で、前記第２の電力供給手段の出力電流が第２の所定値以下に低下すると前記第１の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給するように前記切換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙に形成されたトナー画像を定着する定着手段を有し、前記切換手段により前記第２の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給されている状態で、前記第２の電力供給手段の充電電圧が所定の下限電圧まで低下した場合、前記制御手段は、前記定着手段が消費する電力を低下させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 用紙を収容する収容手段と、
   前記収容手段から用紙を搬送する搬送手段とをさらに有し、
   前記制御手段は、前記定着手段が消費する電力を低下させる際に、前記搬送手段による用紙の搬送間隔を広げる制御若しくは搬送速度を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記用紙に形成されたトナー画像を定着する定着手段を有し、前記画像形成装置の電源投入に応じて前記定着手段を目標温度まで加熱するとき、前記制御手段は、前記第２の電力供給手段が充電されないように前記充電電流を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記特定負荷は原稿の画像を読み取る読取装置であり、前記読取装置は用紙への画像形成中に、その画像形成とは独立して動作可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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