JP6323206B2 - 画像形成装置、画像形成方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法およびプログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置の外部電源には、商用電源が使用される。商用電源は、電力会社の発電所から送電線を伝って、建物内の電化製品などに電力供給されているが、送電線や建物内の配電設備などにおいて落雷や鳥獣などの接触があった場合、当該商用電源側の電圧が一瞬低下（所謂、瞬低）することがある。この瞬低に伴い、建物内の電化製品の誤作動や停止等のトラブルが発生することがあり、電子写真方式の画像形成装置も例外ではない。電子写真方式の画像形成装置などの電化製品には、商用電源側の電圧の瞬低に、１０ｍｓなどの短時間耐えられるように、ＰＳＵ（Power Supply Unit）等の内蔵スイッチング電源装置等の変換部が備える電解コンデンサ等のコンデンサの容量を大きくしてあるものがある。また、電子写真方式の画像形成装置の電化製品には、２０ｍｓ以上の長時間の停電に対して、無停電電源装置を外部接続または内蔵して、当該停電に対応するものがある。

ところで、従来の電子写真方式の画像形成装置では、当該画像形成装置が内蔵する内蔵スイッチング電源装置の電力供給能力の限界まで、内蔵スイッチング電源装置から電力を供給する方法が一般的に考えられている。しかしながら、瞬低の発生時における内蔵スイッチング電源装置の電力供給能力にはバラつきがあるため、電力供給元を内蔵スイッチング電源装置から蓄電部に切り替える際に、誤動作を生じさせることなく、内蔵スイッチング電源装置から蓄電部にスムーズに切り替えることができない可能性がある。また、従来の電子写真方式の画像形成装置では、電力供給元を内蔵スイッチング電源装置から蓄電部にスムーズに切り替えるためには、瞬低が発生した際に直ちに蓄電部からの電力の供給に切り替える必要があり、有限寿命部品であり高コストな蓄電部の浪費につながる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、充放電回数に寿命がある蓄電部の使用回数を減らし、コストが高い蓄電部の長寿命化を図ることができる画像形成装置、画像形成方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像形成装置の動作により発熱する発熱部と、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力をコンデンサによって平滑化して負荷部に供給する変換部と、前記発熱部により発熱した熱を直流電力に変換して、当該直流電力を、前記変換部に代わって前記負荷部に供給可能な熱電変換素子と、前記外部電源から供給される交流電力の電圧を検出する検出部と、前記検出部により検出された電圧が所定の動作保証電圧以下となってからの第１経過時間が、前記コンデンサが放電可能な時間の上限より短い第１時間以下の場合、前記変換部から前記負荷部へ直流電力の供給を継続させ、前記第１経過時間が前記第１時間より長くなった場合、前記変換部に代わって、前記熱電変換素子から前記負荷部へ直流電力を供給させる制御部と、を備えた画像形成装置である。

本発明によれば、蓄電部の使用回数および使用時間を減らして、蓄電部の長寿命化を図ることができかつ蓄電部のランニングコストを抑えることができる、という効果を奏する。

図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す図である。 図２は、本実施の形態にかかる画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図３は、従来の画像形成装置による負荷部への直流電力の供給処理を説明するためのタイミングチャートである。 図４は、従来の画像形成装置による負荷部への直流電力の供給処理を説明するためのタイミングチャートである。 図５は、本実施の形態にかかる画像形成装置による負荷部への電力の供給処理を説明するためのタイミングチャートである。 図６は、本実施の形態にかかる画像形成装置による第１時間および第２時間の設定例を示す図である。 図７は、本実施の形態にかかる画像形成装置における定着ヒータの制御を説明するための図である。 図８は、本実施の形態にかかる画像形成装置における定着ヒータの制御処理のタイミングチャートである。 図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置による第２時間の設定処理を説明するための図である。 図１０は、本実施の形態にかかる画像形成装置による動作モード毎に異なるＰＳＵおよび熱発電素子からの直流電力の供給のタイミングチャートである。 図１１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の動作モード毎に異なるＰＳＵの出力ダウンまでの時間を説明するための図である。

以下に添付図面を参照して、画像形成装置、画像形成方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。

本実施の形態にかかる画像形成装置１（図１参照）は、デジタル複合機等であり、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を選択可能である。そして、画像形成装置１は、複写機能が選択された場合には、複写モードへと移行する。また、画像形成装置１は、プリンタ機能が選択された場合には、プリンタモードへと移行する。また、画像形成装置１は、ファクシミリ機能が選択された場合には、ファクシミリモードへと移行する。

次に、図１を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１における画像形成動作の流れについて簡単に説明する。図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す図である。本実施の形態では、画像形成装置１は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）２と、画像読取装置３と、書込みユニット４と、プリンタユニット５と、を有する。

ＡＤＦ２は、例えば複写モードへと移行した場合、複写する原稿を画像読取装置３へと送る。画像読取装置３（画像形成装置１の動作により発熱する発熱部の一例）は、ＡＤＦ２から送られてきた原稿の画像を読み取る。そして、画像読取装置３は、読み取った画像の画像情報を、図示しない画像処理部を介して書込みユニット４へ送る。書込みユニット４は、画像読取装置３から受け取った画像情報に従って、図示しない帯電器により一様に帯電された感光体ドラム６に光を照射する。これにより書込みユニット４は、感光体ドラム６上に静電潜像を形成する。

プリンタユニット５は、感光体ドラム６と、現像装置７と、搬送ベルト８と、定着装置９と、を有する。現像装置７は、感光体ドラム６上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする。搬送ベルト８は、感光体ドラム６上のトナー像に対向する位置に転写紙を搬送して、転写紙にトナー像を転写する。定着装置９は、転写紙に転写されたトナー像を加熱して定着させて、トナー像が定着した転写紙を排出する。

次に、図２を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１の電気的な構成について説明する。図２は、本実施の形態にかかる画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

本実施の形態にかかる画像形成装置１は、当該画像形成装置１全体を制御する入出力制御部２１を有している。また、本実施の形態にかかる画像形成装置１は、外部設備側のコンセント等を介して商用電源Ｇ（外部電源の一例）に接続されている。商用電源Ｇは、画像形成装置１内の定着装置９およびＰＳＵ（Power Supply Unit）２０に交流電力を供給する。

定着装置９は、商用電源Ｇから供給される交流電力によって発熱して、転写紙等の記録媒体に形成されたトナー像を定着させる定着ヒータ（画像形成装置１の動作により発熱する発熱部の一例）と、当該定着ヒータを駆動させる駆動回路と、を有している。また、定着装置９は、当該定着装置９内部（または、図示しない定着ヒータ）の温度を検出し、検出した温度を後述する入出力制御部２１に入力する温度検出部９１（例えば、接触式サーミスタ、非接触式センサなど）を有する。入出力制御部２１は、温度検出部９１により検出された温度に基づいて、定着ヒータが所定の目標温度に保たれるように、定着ヒータのオンオフを制御する。

定着装置９の近傍には、熱発電素子２２およびＦＡＮ２３が設けられている。熱発電素子２２（熱電変換素子の一例）は、例えば、ゼーベック素子等により構成され、図示しない定着ヒータにより発熱した熱を直流電力に変換して、当該直流電力を、ＰＳＵ２０（後述するＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ）に代わって、負荷部２４（例えば、ＡＤＦ２、画像読取装置３、書込みユニット４、プリンタユニット５など）に供給可能である。本実施の形態では、熱発電素子２２は、定着装置９が有する定着ヒータにより発熱した熱を直流電力に変換しているが、これに限定するものではなく、画像読取装置３等の発熱部により発熱した熱を直流電力に変換しても良い。ＦＡＮ２３は、入出力制御部２１からのＯＮ／ＯＦＦ指示に応じて、オンまたはオフして、熱発電素子２２を冷却する。

熱発電素子２２には、当該熱発電素子２２への電流の逆流を防止するダイオード２５と、熱発電素子２２により負荷部２４等に印加される電圧のリップルを軽減する（言い換えると、熱発電素子２２から流れる電流を平滑化して負荷部２４に流す）平滑用コンデンサ２６と、が接続されている。

本実施の形態にかかる画像形成装置１は、熱発電素子２２からの直流電力の供給先を、放電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２８、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２９または供給先無しに切り替える切替回路２７を有している。切替回路２７は、入出力制御部２１からのＯＮ／ＯＦＦ指示に応じて、熱発電素子２２からの直流電力の供給先を切り替える。切替回路２７は、入出力制御部２１からＯＮ／ＯＦＦ指示が入力されていない通常状態においては、熱発電素子２２からの直流電力の供給先を無しに切り替える。

放電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２８は、熱発電素子２２からの直流電力を負荷部２４に供給する場合に、熱発電素子２２からの直流電力を、予め設定された電圧の直流電力に変換して負荷部２４に供給する。充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２９は、熱発電素子２２（または後述するＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ）からの直流電力を、予め設定された電圧の直流電力に変換して蓄電部３１に供給する。

蓄電部３１は、リチウムイオン電池等により構成される充電池３１ａを有し、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２９から供給される直流電力により充電池３１ａを充電する。さらに、蓄電部３１は、熱発電素子２２に代わって、充電池３１ａに蓄電された電力（直流電力）を、放電用ＤＣ／ＤＣ変換回路３２を介して負荷部２４に供給可能である。放電用ＤＣ／ＤＣ変換回路３２は、蓄電部３１から供給される直流電力を、予め設定された電圧の直流電力に変換して負荷部２４に供給する。

ＰＳＵ２０は、商用電源Ｇから供給される交流電力の電圧を検出するＡＣ検出回路２０ａ（検出部の一例）と、商用電源Ｇから供給される交流電力を直流電力に変換して、当該直流電力をコンデンサ２０ｃによって平滑化して負荷部２４に供給するＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ（変換部の一例）と、を有している。

本実施の形態では、ＡＣ検出回路２０ａは、商用電源Ｇから供給される交流電力の電圧であるＡＣ電圧を、ＤＣ電圧に変換して入出力制御部２１に出力する。入出力制御部２１は、ＡＣ検出回路２０ａから出力されたＤＣ電圧に基づいて、商用電源Ｇから供給される交流電力のＡＣ電圧を検出することが可能である。

本実施の形態では、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂは、商用電源Ｇからの交流電力を、所定電圧（例えば、５Ｖまたは２４Ｖなど）の直流電力に変換して、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２９または負荷部２４に供給する。本実施の形態では、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂからの直流電力の供給先は、切替回路３０により切り替えられる。切替回路３０は、入出力制御部２１からのＯＮ／ＯＦＦ指示に応じて、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂからの直流電力の供給先を、充電用ＤＣ／ＤＣ変換回路２９または負荷部２４に切り替える。

また、本実施の形態にかかる画像形成装置１は、負荷部２４と、当該負荷部２４への直流電力の供給元（ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ、熱発電素子２２、蓄電部３１）との間に切替回路３３を有している。切替回路３３は、入出力制御部２１により制御されて、負荷部２４への直流電力の供給元を切り替える。

ここで、従来の画像形成装置１による負荷部２４への直流電力の供給処理について説明する。図３および図４は、従来の画像形成装置による負荷部への直流電力の供給処理を説明するためのタイミングチャートである。

まず、図３を用いて、従来の画像形成装置１による負荷部２４への電力の供給処理の一例について説明する。画像形成装置１には、通常、商用電源Ｇから供給される交流電力の電圧であるＡＣ電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）が印加されているものとする。そして、従来の画像形成装置１では、入出力制御部２１は、図３に示すように、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が、画像形成装置１の正常な動作が保証される電圧である所定の動作保証電圧（例えば、ＡＣ７５Ｖ）より高い電圧に維持されている間、切替回路２７，３０，３３を制御して、ＰＳＵ２０（ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ）から負荷部２４へ直流電力を供給させる。

一方、入出力制御部２１は、図３に示すように、商用電源Ｇの送電線に対する落雷や鳥獣等の接触によって、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が、所定の動作保証電圧以下に低下した場合、切替回路３３を制御して、商用電源Ｇに代わって、蓄電部３１から負荷部２４へ直流電力を供給させる。このように、従来の画像形成装置１では、ＡＣ電圧が所定の動作保証電圧以下に低下した場合、ＰＳＵ２０のＤＣ出力電圧生成回路２０ｂのコンデンサ２０ｃが充電されており、ＰＳＵ２０（コンデンサ２０ｃ）からの電力の供給を継続できるにも関わらず、直ちに、蓄電部３１から負荷部２４の電力の供給に切り替えられる。そのため、従来の画像形成装置１では、負荷部２４への電力の供給元が蓄電部３１に切り替えられることが多くなり、蓄電部３１の使用回数および使用時間が増えて、蓄電部３１の寿命が短縮される。

次に、図４を用いて、従来の画像形成装置１による負荷部２４への電力の供給処理の他の例について説明する。従来の画像形成装置には、図４に示すように、入出力制御部２１が、ＰＳＵ２０（コンデンサ２０ｃ）を放電可能な時間の上限である供給可能時間を予め計測（算出）する。入出力制御部２１は、画像形成装置１の動作モード（例えば、複写モード、プリンタモード、ファクシミリモードなど）に応じて、供給可能時間を可変する。そして、入出力制御部２１は、図４に示すように、商用電源Ｇの送電線に対する落雷や鳥獣等の接触によって、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が、所定の動作保証電圧以下に低下した場合、ＡＣ電圧が所定の動作保証電圧以下に低下してから供給可能時間、ＰＳＵ２０（コンデンサ２０ｃ）から負荷部２４の電力の供給を継続する。

その後、入出力制御部２１は、図４に示すように、ＡＣ電圧が所定の動作保証電圧以下に低下してから供給可能時間経過すると、ＰＳＵ２０に代わって、蓄電部３１から負荷部２４への電力の供給に切り替える。これにより、ＡＣ電圧が所定の動作保証電圧以下となっている状態が供給可能時間続いた場合に、初めて蓄電部３１から負荷部２４へと電力の供給が切り替えられるので、蓄電部３１の使用回数および使用時間を短くすることができる。しかしながら、符号４０１に示すように供給可能時間を長くした場合、ＰＳＵ２０からの電力の供給が不安定になる可能性がある。一方、符号４０２に示すように供給可能時間を短くした場合には、蓄電部３１の使用回数および使用時間が増えて、蓄電部３１の寿命が短縮される。

次に、図５を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１による負荷部２４への電力の供給処理について説明する。図５は、本実施の形態にかかる画像形成装置による負荷部への電力の供給処理を説明するためのタイミングチャートである。

本実施の形態にかかる画像形成装置１では、入出力制御部２１は、ＰＳＵ２０（コンデンサ２０ｃ）を放電可能な時間の上限である供給可能時間を予め計測（算出）する。そして、入出力制御部２１は、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が動作保証電圧以下になってから、負荷部２４への直流電力の供給元を熱発電素子２２に切り替えるまでの時間であって、算出した供給可能時間より短い所定の第１時間を設定する。本実施の形態では、入出力制御部２１は、画像形成装置１の動作モードに応じて、第１時間を変更可能である。さらに、本実施の形態では、入出力制御部２１は、熱発電素子２２から負荷部２４への電力の供給を開始してから、負荷部２４への直流電力の供給元を蓄電部３１に切り替えるまでの時間である所定の第２時間を設定する。

そして、入出力制御部２１（制御部の一例）は、図５に示すように、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧（例えば、４５〜７５Ｖ）が動作保証電圧（例えば、７５Ｖ）以下となってからの経過時間（以下、第１経過時間と言う）が第１時間以下である場合、切替回路２７，３０，３３を制御してＤＣ出力電圧生成回路２０ｂと負荷部２４との接続を維持して、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂによる負荷部２４への直流電力の供給を継続させる。その後、入出力制御部２１は、図５に示すように、第１経過時間が第１時間より長くなった場合、切替回路２７，３０，３３を制御して熱発電素子２２と負荷部２４とを接続して、ＰＳＵ２０に代わって、熱発電素子２２から負荷部２４へ直流電力を供給させる。これにより、商用電源ＧのＡＣ電圧が動作保証電圧以下となった場合に、負荷部２４への直流電力の供給元が直ちに蓄電部３１に切り替えられることを防止できるので、蓄電部３１の使用回数および使用時間を減らして、蓄電部３１の長寿命化を図ることができかつ蓄電部３１のランニングコストを抑えることができる。

さらに、入出力制御部２１は、図５に示すように、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が動作保証電圧以下のまま、熱発電素子２２から負荷部２４への直流電力の供給を開始してからの経過時間（以下、第２経過時間と言う）が第２時間に達した場合、切替回路３３を制御して蓄電部３１と負荷部２４とを接続して、熱発電素子２２に代わって、蓄電部３１から負荷部２４へ直流電力を供給させる。

日本国内においては、商用電源Ｇ側の電圧の一瞬の低下である瞬低が発生するケースの９０％以上は、瞬低の発生から０．５ｓ以内に終わる。そのため、入出力制御部２１は、第１時間および第２時間を合わせた時間を０．５ｓ以上に設定しておけば、蓄電部３１からの電力の供給を行わなくて済むので、蓄電部３１の使用回数および使用時間を減らして、蓄電部３１の長寿命化を図ることができかつ蓄電部３１のランニングコストを抑えることができる。

次に、図６を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１による第１時間および第２時間の設定例について説明する。図６は、本実施の形態にかかる画像形成装置による第１時間および第２時間の設定例を示す図である。

第１時間は、上述したように、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下になってから、負荷部２４への直流電力の供給元をＰＳＵ２０（ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ）から熱発電素子２２に切り替えるまでの時間である。すなわち、第１時間は、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下となった後に、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂから安定した直流電力の供給が可能な時間である。本実施の形態では、入出力制御部２１は、負荷部２４における負荷が大きい動作モード（例えば、省エネルギーモード（以下、省エネモードと言う）、待機モード、稼働モード）になるに従い、第１時間を短くする。

具体的には、入出力制御部２１は、図６に示すように、負荷部２４における消費電力が少ない省エネモード（第１モードの一例）で画像形成装置１が動作している場合の第１時間（ＡＣ電圧が７５Ｖ以下の場合：０．７秒、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下の場合：０．５５秒、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下の場合：０．４秒）を、省エネモードより負荷部２４における負荷が大きい（すなわち、省エネモードよりも消費電力が多い）待機モード（第２モードの一例）で画像形成装置１が動作している場合の第１時間（ＡＣ電圧が７５Ｖ以下の場合：０．６秒、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下の場合：０．４５秒、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下の場合：０．３秒）より長くする。

また、入出力制御部２１は、図６に示すように、画像形成装置１が待機モード（第１モードの一例）で動作している場合の第１時間（ＡＣ電圧が７５Ｖ以下の場合：０．６秒、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下の場合：０．４５秒、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下の場合：０．３秒）を、印刷等が実行中で待機モードより負荷部２４における消費電力が多い高負荷な稼働モード（第２モードの一例）で画像形成装置１が動作している場合の第１時間（ＡＣ電圧が７５Ｖ以下の場合：０．４秒、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下の場合：０．２５秒、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下の場合：０．１秒）より長くする。これにより、画像形成装置１が低負荷なモードで動作している場合には、熱発電素子２２から負荷部２４への直流電力の供給時間を長くして、蓄電部３１の使用回数および使用時間を減らすことができるので、蓄電部３１の長寿命化を図ることができる。

本実施の形態では、入出力制御部２１は、負荷部２４における負荷が大きい動作モードになるに従い、第１時間を短くすることとしたが、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂから供給される直流電力の電圧であるＤＣ電圧に応じて、第１時間を変更しても良い。具体的には、画像形成装置１に、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂから供給される直流電力のＤＣ電圧を検出可能な電圧検出部を設ける。そして、入出力制御部２１は、当該電圧検出部により検出されるＤＣ電圧が所定電圧以下である場合に、第１時間を短くする。例えば、入出力制御部２１は、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂから供給される直流電力のＤＣ電圧（正常時において、２４Ｖ）が、所定電圧（正常時におけるＤＣ電圧：２４Ｖから１０％低下した電圧である２１．６Ｖ）以下となった場合に、第１時間を短くする。

第２時間は、上述したように、熱発電素子２２から負荷部２４への直流電力の供給を開始してから、負荷部２４への直流電力の供給元を熱発電素子２２から蓄電部３１に切り替えるまでの時間である。本実施の形態では、入出力制御部２１は、定着装置９が有する定着ヒータの発熱量が多い動作モードになるに従い、第２時間を長くする。

具体的には、入出力制御部２１は、図６に示すように、定着装置９が有する定着ヒータの温度制御等が実行されておらず（言い換えると、定着ヒータが発熱しておらず）熱発電素子２２から直流電力を供給できない省エネモードで画像形成装置１が動作している場合、第２時間を、ＡＣ電圧の違いに関わらず、０．０秒とする。

また、入出力制御部２１は、図６に示すように、待機モードおよび稼働モードにおいて定着装置９が有する定着ヒータの温度制御が実行されており（すなわち、定着ヒータが発熱しており）熱発電素子２２から直流電力を供給可能な待機モードまたは稼働モードで画像形成装置１が動作している場合、第２時間を、０．１秒以上とする。その際、入出力制御部２１は、図６に示すように、熱発電素子２２による発熱量が待機モードよりも稼働モードが多いため、待機モードにおける第２時間（ＡＣ電圧が７５Ｖ以下の場合：０．３秒、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下の場合：０．３秒、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下の場合：０．３秒）よりも、稼働モードにおける第２時間（ＡＣ電圧が７５Ｖ以下の場合：０．５秒、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下の場合：０．５秒、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下の場合：０．５秒）を長くする。

本実施の形態では、定着装置９が有する定着ヒータにより発熱された熱（余熱）を熱発電素子２２によって直流電力に変換し、当該直流電力を、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂに代わって、負荷部２４に供給しているが、定着ヒータ以外の発熱部により発熱された熱を熱発電素子２２によって直流電力に変換して、負荷部２４に供給しても良い。若しくは、熱以外の光や振動を直流電力に変換して、負荷部２４に供給しても良い。その場合、入出力制御部２１は、定着ヒータ以外の発熱部または光や振動を発する部材に応じて、第２時間を変更するものとする。

さらに、入出力制御部２１は、図６に示すように、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が動作保証電圧より低くなるに従い、第１時間を短くする。本実施の形態では、入出力制御部２１は、図６に示すように、ＡＣ電圧が４５Ｖ以下に低下した場合の第１時間を、ＡＣ電圧が４５Ｖより高く７５Ｖ以下の場合の第１時間より短くする。また、入出力制御部２１は、図６に示すように、ＡＣ電圧が１５Ｖ以下に低下した場合の第１時間を、ＡＣ電圧が１５Ｖより高く４５Ｖ以下の場合の第１時間より短くする。これにより、ＡＣ電圧が低くコンデンサ２０ｃに蓄電されている電力量が少ない場合には、コンデンサ２０ｃからの直流電力の供給時間を短くすることができるので、熱発電素子２２からの直流電力の供給に切り替えられる前に、コンデンサ２０ｃから直流電力が供給できない状態になることを防止できる。

入出力制御部２１は、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が動作保証電圧より高い状態に戻った場合、第１時間および第２時間の設定を変更することなく、第１経過時間および第２経過時間をリセットする。

次に、図７および図８を用いて、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されるＡＣ電圧が動作保証電圧以下となっている間における、定着装置９が備える定着ヒータの制御について説明する。図７は、本実施の形態にかかる画像形成装置における定着ヒータの制御を説明するための図である。図８は、本実施の形態にかかる画像形成装置における定着ヒータの制御処理のタイミングチャートである。

入出力制御部２１は、ＡＣ検出回路２０ａにより検出されたＡＣ電圧が動作保証電圧以下となった場合、所定の発熱停止許容時間および第１経過時間のうち短い方の時間、定着装置９が有する定着ヒータをオフする。これにより、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下となった後、定着ヒータのオンによって突入電流が流れて、図８に示すようにＡＣ検出回路２０ａによるＡＣ電圧の検出結果が変動することを防止することができる。また、できるだけ長い時間、ＰＳＵ２０（ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ）にのみ商用電源Ｇからの交流電力を供給することで、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂからの直流電力の供給を継続できるので、蓄電部３１の使用回数および使用時間を減らすことができる。ここで、所定の発熱停止許容時間は、定着装置９が有する定着ローラをオフし続けても転写紙に対するトナー像の定着性に影響を与えない時間であり、本実施の形態では、１．０秒である。

本実施の形態では、入出力制御部２１は、図７に示すように、画像形成装置１が省エネモードまたは待機モードである場合には、定着装置９による転写紙に対するトナー像の定着処理は行われておらず、当該定着処理に影響を与えることはないので、ＡＣ電圧が動作保証電圧より高くなるまで、定着ヒータをオフし続ける。一方、入出力制御部２１は、図７に示すように、画像形成装置１が稼働モードである場合には、定着装置９による転写紙に対するトナー像の定着処理が行われているので、所定の発熱停止許容時間および第１経過時間のうち短い方の時間、定着装置９が有する定着ヒータをオフする。

次に、図９を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１による第２時間の設定処理についてより詳細に説明する。図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置による第２時間の設定処理を説明するための図である。

通常、稼働モードと待機モードとでは、定着装置９が有する定着ヒータの目標温度が異なる。例えば、定着装置９は、画像形成装置１が稼働モードである場合に、温度検出部９１により検出された温度に基づいて、定着ヒータが目標温度である１６０℃に保たれるように、定着ヒータをオンまたはオフする。一方、定着装置９は、画像形成装置１が待機モードである場合には、温度検出部９１により検出された温度に基づいて、定着ヒータが目標温度である１４０℃に保たれるように、定着ヒータをオンまたはオフする。そして、熱発電素子２２により直流電力を供給可能な時間の上限は、定着ヒータの温度（本実施の形態では、目標温度）から逆算した時間である。

そこで、本実施の形態では、入出力制御部２１は、定着装置９が有する定着ヒータの目標温度（すなわち、温度検出部９１により検出される温度）に基づいて、熱発電素子２２により直流電力を供給可能な時間の上限を求める。そして、入出力制御部２１は、求めた上限を、第２時間とする。これにより、熱発電素子２２からの直流電力の供給を出来る限り長くすることができるので、蓄電部３１の使用回数を減らすことができる。

例えば、入出力制御部２１は、図９に示すように、画像形成装置１が待機モードでありかつ定着ヒータの目標温度（定着温度）が１５０℃である場合、熱発電素子２２により直流電力を供給可能な時間の上限である０．４秒を、第２時間とする。一方、入出力制御部２１は、図９に示すように、画像形成装置１が待機モードでありかつ定着ヒータの目標温度（定着温度）が１４０℃である場合、熱発電素子２２により直流電力を供給可能な時間の上限である０．３秒を、第２時間とする。

本実施の形態では、入出力制御部２１は、温度検出部９１により検出される温度に基づいて、熱発電素子２２により直流電力を供給可能な時間の上限を求めているが、これに限定するものではなく、例えば、熱発電素子２２により熱から変換された直流電力の電力量を検出し、当該検出した電力量に基づいて、熱発電素子２２により直流電力を供給可能な時間の上限を求めても良い。

次に、図１０を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１による動作モード毎の第１時間および第２時間の設定処理について説明する。図１０は、本実施の形態にかかる画像形成装置による動作モード毎に異なるＰＳＵおよび熱発電素子からの直流電力の供給のタイミングチャートである。

入出力制御部２１は、画像形成装置１が稼働モードである場合、負荷部２４が印刷等を実行中であり高負荷な状態にある。そのため、入出力制御部２１は、稼働モードにおいては、図１０（ａ）に示すように、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下になった後、ＰＳＵ２０のＤＣ出力電圧生成回路２０ｂからの直流電力の供給を維持する第１時間を、待機モード（図１０（ｂ）参照）より短くする。

また、入出力制御部２１は、画像形成装置１が稼働モードである場合、負荷部２４が印刷等の実行中であり定着装置９の定着ヒータの目標温度（定着温度）が高い状態にある。そのため、入出力制御部２１は、稼働モード時においては、図１０（ａ）に示すように、熱発電素子２２から負荷部２４への直流電力の供給を開始してから、負荷部２４への直流電力の供給元を蓄電部３１に切り替えるまでの第２時間を、待機モード（図１０（ｂ）参照）より長くする。

一方、入出力制御部２１は、画像形成装置１が待機モードである場合、負荷部２４が印刷等を実行しておらず低負荷な状態にある。そのため、入出力制御部２１は、待機モードにおいては、図１０（ｂ）に示すように、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下となった後、ＰＳＵ２０のＤＣ出力電圧生成回路２０ｂからの直流電力の供給を維持する第１時間を、稼働モード（図１０（ａ）参照）より長くする。

また、入出力制御部２１は、画像形成装置１が待機モードである場合、負荷部２４が印刷等を実行しておらず定着装置９の定着ヒータの目標温度（定着温度）が低い状態にある。そのため、入出力制御部２１は、待機モード時においては、図１０（ｂ）に示すように、熱発電素子２２から負荷部２４への直流電力の供給を開始してから、負荷部２４への直流電力の供給元を蓄電部３１に切り替えるまでの第２時間を、稼働モード（図１０（ａ）参照）より短くする。

次に、図１１を用いて、本実施の形態にかかる画像形成装置１の動作モード毎に異なる、瞬低が発生した場合にＰＳＵ２０（ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂ）が直流電力の供給を維持可能な時間（言い換えると、瞬低が発生した後、ＰＳＵ２０が直流電力を供給できなくなる出力ダウンになるまでの時間）について説明する。図１１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の動作モード毎に異なるＰＳＵの出力ダウンまでの時間を説明するための図である。図１１の縦軸は、商用電源ＧのＡＣ電圧であり、図１１の横軸は、瞬低が発生している時間（すなわち、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下となってからの第１経過時間）である。

ＰＳＵ２０のＤＣ出力電圧生成回路２０ｂは、画像形成装置１が省エネモードにある場合、負荷部２４が動作しておらず、低負荷な状態にあるため、ＡＣ電圧が動作保証電圧以下となってから（言い換えると、瞬低が発生してから）の負荷部２４への直流電力の供給を長く維持することができる（例えば、瞬低が発生してから７００ｍｓ）。また、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂは、画像形成装置１が待機モードにある場合、負荷部２４が省エネモードより高負荷な状態にあるため、瞬低が発生してからの負荷部２４への直流電力の供給を、省エネモードよりも長く維持することができない（例えば、瞬低が発生してから６００ｍｓ）。さらに、ＤＣ出力電圧生成回路２０ｂは、画像形成装置１が稼働モードにある場合、負荷部２４が待機モードより高負荷な状態にあるため、瞬低が発生してからの負荷部２４への直流電力の供給を、待機モードよりも長く維持することができない（例えば、瞬低が発生してから４００ｍｓ）。

以上を踏まえ、本実施の形態では、入出力制御部２１は、負荷部２４における負荷が大きい動作モードになるに従い、第１時間を短くする。これにより、画像形成装置１が低負荷なモードで動作している場合には、熱発電素子２２から負荷部２４への直流電力の供給時間を長くして、蓄電部３１の使用回数および使用時間を減らすことができるので、蓄電部３１の長寿命化を図ることができる。

このように本実施の形態にかかる画像形成装置１によれば、商用電源ＧのＡＣ電圧が動作保証電圧以下となった場合に、負荷部２４への直流電力の供給元が直ちに蓄電部３１に切り替えられることを防止できるので、蓄電部３１の使用回数および使用時間を減らして、蓄電部３１の長寿命化を図ることができかつ蓄電部３１のランニングコストを抑えることができる。

なお、本実施の形態の画像形成装置１で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施の形態の画像形成装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。

さらに、本実施の形態の画像形成装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の画像形成装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施の形態の画像形成装置で実行されるプログラムは、上述した各部（入出力制御部２１など）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Central Processing Unit）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、入出力制御部２１が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

１ 画像形成装置
２ ＡＤＦ
３ 画像読取装置
４ 書込みユニット
５ プリンタユニット
６ 感光体ドラム
７ 現像装置
８ 搬送ベルト
９ 定着装置（発熱部の一例）
２０ ＰＳＵ
２０ａ ＡＣ検出回路（検出部の一例）
２０ｂ ＤＣ出力電圧生成回路（変換部の一例）
２０ｃ コンデンサ
２１ 入出力制御部（制御部の一例）
２２ 熱発電素子（熱電変換素子の一例）
２３ ＦＡＮ
２４ 負荷部
２５ ダイオード
２６ 平滑用コンデンサ
２７，３０，３３ 切替回路
２８，３２ 放電用ＤＣ／ＤＣ変換回路
２９ 充電量ＤＣ／ＤＣ変換回路
３１ 充電部
３１ａ 蓄電池
９１ 温度検出部
Ｇ 商用電源（外部電源の一例）

特開２００８−１７６２８８号公報

Claims (8)

1. 画像形成装置の動作により発熱する発熱部と、
   外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力をコンデンサによって平滑化して負荷部に供給する変換部と、
   前記発熱部により発熱した熱を直流電力に変換して、当該直流電力を、前記変換部に代わって前記負荷部に供給可能な熱電変換素子と、
   前記外部電源から供給される交流電力の電圧を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された電圧が所定の動作保証電圧以下となってからの第１経過時間が、前記コンデンサが放電可能な時間の上限より短い第１時間以下の場合、前記変換部から前記負荷部へ直流電力の供給を継続させ、前記第１経過時間が前記第１時間より長くなった場合、前記変換部に代わって、前記熱電変換素子から前記負荷部へ直流電力を供給させる制御部と、
   を備えた画像形成装置。
2. 蓄電部を備え、
   前記制御部は、前記熱電変換素子から前記負荷部への直流電力の供給を開始してからの第２経過時間が、前記熱電変換素子から前記負荷部へ直流電力を供給可能な第２時間に達した場合、前記熱電変換素子に代わって、前記蓄電部から前記負荷部へ直流電力を供給させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記画像形成装置が第１モードで動作している場合の前記第１時間を、前記負荷部における負荷が前記第１モードより大きい第２モードで前記画像形成装置が動作している場合の前記第１時間より長くする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記発熱部は、前記外部電源から供給される交流電力によって発熱し、
   前記制御部は、前記検出部により検出された電圧が前記動作保証電圧以下となった場合、所定の発熱停止許容時間および前記第１経過時間のうち短い方の時間、前記発熱部をオフする請求項１から３のいずれか一に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記発熱部の温度に基づいて、前記熱電変換素子により直流電力を供給可能な時間の上限を求め、当該上限を前記第２時間とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記検出部により検出された電圧が前記動作保証電圧より低くなるに従い、前記第１時間を短くする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置の動作により発熱する発熱部と、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力をコンデンサによって平滑化して負荷部に供給する変換部と、前記発熱部により発熱した熱を直流電力に変換して、当該直流電力を、前記変換部に代わって前記負荷部に供給可能な熱電変換素子と、を備えた画像形成装置において実行される画像形成方法であって、
   前記外部電源から供給される交流電力の電圧を検出し、
   検出した電圧が所定の動作保証電圧以下となってからの第１経過時間が、前記コンデンサが放電可能な時間の上限より短い第１時間以下の場合、前記変換部から前記負荷部へ直流電力の供給を継続させ、
   前記第１経過時間が前記第１時間より長くなった場合、前記変換部に代わって、前記熱電変換素子から前記負荷部へ直流電力を供給させる、
   ことを含む画像形成方法。
8. 画像形成装置の動作により発熱する発熱部と、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力をコンデンサによって平滑化して負荷部に供給する変換部と、前記発熱部により発熱した熱を直流電力に変換して、当該直流電力を、前記変換部に代わって前記負荷部に供給可能な熱電変換素子と、前記外部電源から供給される交流電力の電圧を検出する検出部と、を備えた画像形成装置を制御するコンピュータを、
   前記検出部により検出された電圧が所定の動作保証電圧以下となってからの第１経過時間が、前記コンデンサが放電可能な時間の上限より短い第１時間以下の場合、前記変換部から前記負荷部へ直流電力の供給を継続させ、前記第１経過時間が前記第１時間より長くなった場合、前記変換部に代わって、前記熱電変換素子から前記負荷部へ直流電力を供給させる制御部、
   として機能させるためのプログラム。

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