JP2005153534A - 画像形成装置の電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 画像形成装置の電源管理が容易であり,かつ使用されるスイッチの単価が下げられる画像形成装置の電源装置を提供する。
【解決手段】 本電源装置は,交流を整流して所定の直流に変換し,これを画像形成装置を構成する少なくとも1つの機能モジュールの動作電源として印加する電源部と,前記電源部の出力端と前記各機能モジュールの電源入力端との間に設けられる切り替え部と,前記画像形成装置の電力管理モードへの進入時,前記切り替え部をターンオフする制御部,および前記電源部の出力端と前記制御部との間に設けられ,ターンオフ時,前記電源部の出力電圧を前記制御部に印加し,前記制御部に印加される前記出力電圧を電力管理モードを設定するための信号として印加する省電力スイッチと,を含む。
【選択図】 図5

Description

本発明は,画像形成装置の電源装置に係り,特に,画像形成装置の省電力化を図りつつユーザの安全を考慮した電源管理機能付き画像形成装置の電源装置に関する。
一般に,レーザプリンタ,デジタル複写機,ファクシミリなどのような画像形成装置は,高温・高圧の環境下で駆動する。レーザプリンタの場合,感光ドラム(OPC;Organic Photo Conductor)に帯電する電圧は,数百Vを上回り,トナーを記録紙に圧着させるために記録紙を高温(例えば,200℃)の定着ローラーを通らせる。このように,高温・高圧の環境下で駆動する画像形成装置では,トナーの取替えや,記録紙のジャムなどの理由からユーザがしばしば画像形成装置のカバー体を開ける必要があるところ,カバー体を開ける際には,ユーザの安全のために,通常,画像形成装置へ印加される電源を切っている。
図1は,従来の画像形成装置に組み込まれる電源装置の一例に係る回路図を示す。
図1に示す電源装置は,スイッチ1,EMCフィルタ2,第一の整流部3,切り替え制御部4,トランス5,第二の整流部6,インターロック・スイッチ7を有する。
スイッチ1は,商用交流(AC,単に交流ともいう。)とEMCフィルタ2との間に接続され,画像形成装置の外部へ突出しユーザによる画像形成装置のオン・オフに用いられる。従って,スイッチ1は,ユーザにより頻繁に触れられたりすることがないところ,通常,画像形成装置の背面,または側面に設けられていることからその操作が不便であり,交流(AC)をEMCフィルタ2へ印加する必要があるため,耐電圧および耐電流値の大きいスイッチが使用される。耐電圧および耐電流値の大きいスイッチは,かさばるものであり,一個当たりの単価も高く,画像形成装置の製造コストをアップさせる要因になる。
EMCフィルタ2は,交流(AC)に含まれているノイズを減少させる。通常,EMCフィルタ2は,交流(AC)と直列および並列接続されるコイルとキャパシタからなる。
第一の整流部3は,EMCフィルタ2を通った交流(AC)を整流して直流に変換する。図1では,ブリッジ接続されたダイオードとブリッジ接続されたダイオードの出力を平滑化するキャパシタからなる整流回路が示されている。切り替え制御部4は,トランス5を流れる直流を切り替えることでトランス5の第一次側に形成された電流パスを断続する。
トランス5は,切り替え制御部4により断続され交流を誘起する。第二の整流部6は,トランス5で誘起された交流を再び整流し,適正の電圧(例えば,24V)の直流を生成する。インターロック・スイッチ7は,第二の整流部6の出力端と画像形成装置に備えられる多数の機能モジュール8との間に接続され,第二の整流部6の出力をオン・オフする。
一方,インターロック・スイッチ7は,カバー体の動きに連動する。これは,画像形成装置の駆動中における記録紙のジャムを解消するためにカバー体を開けたり,トナーの取替えなどのためにカバー体を開けたりする際,高温・高圧で駆動する画像形成装置からユーザの安全を守るためのものであって,インターロック・スイッチ7がカバー体の開放によりターンオフすれば,画像形成装置の各機能モジュール8に供給される電源は遮られる。
一方,前記画像形成装置,例えば,レーザプリンタの場合,印刷待ち状態である時の消費電力が,通常,70〜100Wを超え,アイドル状態の時も10〜20W程度の電力を消耗する。これは,印刷待ち状態の時も記録紙にトナーを定着させるための定着部を予熱しておく必要があるためであり,アイドル状態の時,定着部へ印加される電源が遮られても,電源装置に接続されている各機能モジュール8で消耗する電力により消費電力は,10〜20Wに至る。この結果,レーザプリンタ,デジタル複写機,およびファクシミリなどのような画像形成装置の使用時,駆動しない間にも不要な電力の消耗が発生するという不具合がある。
本発明は,前記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって,その目的は,画像形成装置の電源管理が容易であり,かつ使用されるスイッチの単価が下げられる画像形成装置の電源装置を提供することにある。
前記目的は,本発明に係る,交流を整流して所定の直流に変換し,これを画像形成装置を構成する少なくとも1つの機能モジュールの動作電源として印加する電源部と,前記電源部の出力端と前記各機能モジュールの電源入力端との間に設けられる切り替え部と,前記画像形成装置の電力管理モードへの進入時,前記切り替え部をターンオフする制御部,および前記電源部の出力端と前記制御部との間に設けられ,ターンオン時,前記電源部の出力電圧を前記制御部へ印加し,前記制御部へ印加される前記出力電圧を電力管理モードを設定するための信号として印加する節電スイッチと,を含む電源装置により達成される。
前記スイッチは,前記画像形成装置を操作するために画像形成装置本体のいずれか一方面に取り付けられるパネル操作部に備えられることが好ましい。
前記画像形成装置は,前記機能モジュールの取替えのためのカバー体,および前記カバー体の開放を検知するためのカバー体開放センサと,を備え,前記カバー体開放センサによる検知の結果,前記カバー体が開けられたと判断されれば,前記切り替え部をターンオフすることが好ましい。
前記切り替え部は,前記電源部の出力端と前記機能モジュールとの間にリレー接点が接続され,前記リレー接点の駆動のための駆動コイルの一方側が前記電源部の出力端に接続されるリレー,およびエミッタ端が前記駆動コイルの他方側に接続されコレクタ端が接地端に接続され,ベース端(基端)が前記電力管理モードを設定するための信号に応答するトランジスタと,を含むことが好ましい。
前記目的は,本発明に係る,印刷データに相応する印刷作業を行う印刷エンジン部と,前記印刷データを画像データの形態に変換処理する画像処理部と,前記画像データに相応する印刷作業を行うように前記印刷エンジン部を制御するエンジン制御部,および前記印刷エンジン部,前記画像処理部,および前記エンジン制御部を駆動するための電源部と,を含み,前記電源部は,前記電源部の出力電圧を断続するリレーを備え,前記リレーは,前記印刷エンジン部,前記画像処理部,および前記エンジン制御部を備える画像形成装置の省電力管理モードへの進入時,前記エンジン制御部によりターンオフする画像形成装置により達成される。
好ましくは,前記画像形成装置は,前記画像形成装置を操作するために画像形成装置のいずれか一方面に取り付けられるパネル操作部に設けられ,前記リレーをターンオフするためのスイッチをさらに含む。
好ましくは,前記画像形成装置は,前記画像形成装置を操作するために画像形成装置のいずれか一方面に取り付けられるパネル操作部に設けられ,前記電源部の出力電圧を断続するためのスイッチをさらに含む。
前記電力管理モードは,前記印刷データが前記画像処理装置へ所定の時間送られてこない時,前記印刷エンジン部に供給される電源を遮断および減少させるためのモードであることが好ましい。
前記電力管理モードは,前記画像形成装置の内部と外部とを遮るカバー体の開放時における前記リレーの駆動により設定される(行われる)ことが好ましい。
前記のように,本発明は,電源装置のリレーとパネル操作部に備えられるスイッチとリレーを介して効率よい電力管理が可能であり,ユーザの所望する時点でこれが行えるようにすることにより,電力消耗の大きいレーザプリンタ,デジタル複写機,ファクシミリ,およびこれらの組み合わせからなる複合機などに広く応用可能である。また,交流に直接スイッチを取り付けないことから,耐電圧および耐電流特性の低いスイッチが採択可能であるため,画像形成装置のコストの節減といった効果も得られる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお,本明細書および図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図2は,本発明に係る電源装置を備える画像形成装置のブロック概念図を示す。
図2に示す画像形成装置は,画像処理部20,電源供給部(SMPS)30,エンジン制御部40,スイッチ45,高圧生成部(HVPS)50,および印刷エンジン部60を有する。
画像処理部20は,ホストコンピューター10から送られてくる印刷データをエンジン制御部40で処理可能な画像データ,例えば,ビットマップ形式のデータに変換する。電源供給部(SMPS)30は,画像処理部20,エンジン制御部40,高圧生成部50,および印刷エンジン部60を駆動するための電源を生成する。
電源供給部(SMPS)30は,交流(AC)を整流して直流に変換し,これを所定の電圧(例えば,24V)にして出力し,出力端Voにリレー31を接続して出力電圧が断続できるようにする。リレー31は,エンジン制御部40から出力される制御信号(P_SAVE)により制御されオン・オフする。この時,電源供給部(SMPS)30の出力電圧は,高圧生成部(HVPS)50からの出力電圧また交流(AC)に比べて非常に低いため,電源供給部(SMPS)30に備えられるリレー31の耐電圧および耐電流値は,非常に小さい値であってもよい。すなわち,従来の交流(AC)を切り替えるためのスイッチに比べて安価のスイッチを使用することができるわけである。
エンジン制御部40は,画像処理部20から送られてくる画像データにより印刷エンジン部60の駆動を制御する。エンジン制御部40は,画像形成装置に備えられる各種のセンサ,例えば,カバー体(図示せず)に組み付けられてカバー体の開放を検知したり,定着部66の温度を検知したりするセンサ(図示せず)より情報を読み込み,これに基づいて印刷エンジン部60を制御する。ユーザがトナーの取替えのためにカバー体を開ける際,エンジン制御部40は,センサ(図示せず)により発生する信号(COVER_OPEN)に応答してリレー31をターンオフするための制御信号(P_SAVE)を電源供給部(SMPS)30へ送り,電源供給部(SMPS)30から高圧生成部(HVPS)50へ印加される電圧を遮る。この結果,ユーザがカバー体を開ける際における,ユーザの安全が保障できる。
一方,画像処理部20を介してビットマップ形式のデータが所定の時間(例えば,30分)以上送られてこない場合,エンジン制御部は,通常,これをスタンバイ状態と認識し,スタンバイ状態で,所定の時間(例えば,15分)がさらに過ぎてもビットマップ形式のデータが送られてこない場合,エンジン制御部40は,これをアイドル状態と認識し,制御信号(P_SAVE)をリレー31へ出力する。制御信号(P_SAVE)によりリレー31がターンオフすれば,電源供給部(SMPS)30から高圧生成部(HVPS)50へ印加される電圧が遮られるため,画像形成装置の消耗電力が数W以下(例えば,1W以下)になる。
スイッチ45は,電源供給部(SMPS)30とエンジン制御部40との間に設けられる。スイッチ45は,電源供給部(SMPS)30からの出力電圧をエンジン制御部40へ電力管理モードの設定信号(U_SAVE)として印加する。スイッチ45の短絡時,エンジン制御部40は,リレー31をターンオフすることで画像形成装置の電力消耗を最小化する。すなわち,本実施形態では,ユーザによる操作により任意に画像形成装置の省電力化を図るところ,スイッチ45が,ユーザが操作し易いパネル操作部(図示せず)に配設されることが好ましい。
印刷エンジン部60は,エンジン制御部40により駆動され,紙のような印刷媒体に所定の画像を具現し,モータ,ローラー,および感光ドラムのような機械的な装置からなる。
図3は,本発明による電源装置を備える画像形成装置の他の実施形態に係るブロック概念図を示す。
図3に示す画像形成装置は,図2に示す画像形成装置と類似し,図2に示すスイッチ45の位置をリレー31の出力端と高圧生成部(HVPS)50との間に設けることにより,高圧生成部(HVPS)50へ印加される電源供給部(SMPS)30からの電圧が完全に遮られるという点で相違している。図3に示す残りの構成要素の動作は,図2を参照して説明した動作と同一であるため,以下,その詳細を省くことにする。
図4は,本発明によるまた他の実施形態に係る電源装置の回路図を示す。
図4に示す電源装置は,ヒューズ101,EMCフィルタ102,第一の整流部103,切り替え制御部104,トランス105,第二の整流部106,切り替え部107,制御部108,およびインターロック・スイッチ109を有する。
ヒューズ101は,交流(AC)とEMCフィルタ102との間に接続され,交流(AC)が過電圧である時,EMCフィルタ102へ印加される交流(AC)を遮ることで電源装置を保護する。
EMCフィルタ102は,交流(AC)に含まれているノイズを減少させる。通常,EMCフィルタ102は,交流(AC)と直列および並列接続されるコイルとキャパシタからなる。
第一の整流部103は,EMCフィルタ102を通った交流(AC)を整流して直流に変換する。図4では,変換効率が80%以上のブリッジ整流方式による整流回路が示されており,ブリッジ整流方式により整流された電圧をキャパシタにより平滑化している。
切り替え制御部(PWM)104は,予め設定されたパルス幅に応じたPWM(Pulse Width Modulation)パルスにてトランス105を流れる直流を切り替えることでトランス105の第一次側に形成された電流パスを断続する。この結果,トランス105は,切り替え制御部104により断続され第二次側に交流を誘起する。この時,トランス105の第一次側と第二次側の巻線比はn:1であり,第一次側に流れ込まれた電圧に比べて低い電圧の交流を出力する。
第二の整流部106は,トランス105の第二次側から出力される交流を整流して適正の電圧(例えば,24V)の直流に変換し,これを切り替え部107へ印加する。
切り替え部107は,高圧生成部(HVPS),モータ,定着部などのような各機能モジュール110の電源入力端(図示せず)と第二の整流部106の出力端Voとの間に設けられ,制御部108から出力される電力管理信号(P_CONT)に応答してオン・オフするトランジスタ107bと,トランジスタ107bのターンオン時に第二の整流部106の出力端Voと接地端との間に接続された駆動コイルにより第二の整流部106の出力電圧を各機能モジュール110へ印加するリレー接点を備えるリレー107aと,からなる。切り替え部107のターンオフ時,第二の整流部106の出力電圧が各機能モジュール110へ印加されないため,各機能モジュールによる電力消耗は発生しない。切り替え部107は,画像形成装置がアイドル状態,およびカバー体の開放状態である時点で,制御部108からトランジスタ107bのベース端へ電力管理信号(P_CONT)が送られるとターンオフする。
制御部108は,ユーザがトナーの取替えのためにカバー体を開ける時,これを検知するセンサ(図示せず)から発生する信号(C_OPEN)に応答してリレー31をターンオフするための電力管理信号(P_CONT)を切り替え部107へ出力する。切り替え部107のトランジスタ107bは,電力管理信号(P_CONT)が論理“ハイ”である時にターンオンし,リレー107aに組み込まれている駆動コイルに電流パスを提供する。この結果,リレー107aのターンオン時,第二の整流部106の出力端Voから出力される出力電圧は,画像形成装置に備えられる各機能モジュール110へ印加される。逆に,電力管理信号(P_CONT)が論理“ロー”であれば,トランジスタ107bがターンオフすることでリレー107aがターンオフするため,各機能モジュール110への電圧の供給が中断する。この結果,画像形成装置の省電力化が図られる。
スイッチ109は,画像形成装置の外部に備えられ,ユーザによるアクセスが容易なパネル操作部(図示せず)に設けられる。これは,ユーザが画像形成装置の省電力化のためにスイッチを操作するに際する,スイッチの操作性を向上するためである。
スイッチ109は,第二の整流部106の出力端Voと制御部108との間に設けられ,ターンオン時,第二の整流部106からの出力電圧を制御部108へ印加する。制御部108は,スイッチ109により第二の整流部106の出力電圧が印加されれば,これに応答して論理“ロー”の電力管理信号(P_CONT)を切り替え部107へ出力する。ここで,制御部107が単一のプロセッサからなる場合,スイッチ109は,第二の整流部106の出力端Voと通常のプロセッサに備えられるインタラプト・ピンとの間に接続されればよい。一方,本実施形態では,制御回路を別体にした例を示しているが,画像形成装置を構成する画像処理部またはエンジン制御部に組み込んでもよい。
図5は,図4に示すスイッチ109が実際の画像形成装置に設けられる位置を簡略に示す図である。
図5に示す画像形成装置は,レーザプリンタ200であって,トナーの取替えのためのカバー体210およびユーザがレーザプリンタ200を制御するためのパネル操作部220を備える。図5に示すように,パネル操作部220は,レーザプリンタの状態を表示するための表示装置221,レーザプリンタを制御するためのメニューを呼び出すメニューキー222,メニューキーにより表示装置221に表示されたメニューを選択するための移動キー223,レーザプリンタに設定された所定の設定値を加減するための設定値キー224,およびスイッチ(POWER_SAVE)225が設けられる。
図5中のスイッチ(POWER SAVE)225は,図4に示すスイッチ109と同一のものであって,図5からユーザがレーザプリンタ200の省電力化のために押し易い位置に設けられていることが分かる。参考までに,カバー体210の開放は,トナーの取替えのみならず,レーザプリンタ200の印刷中における紙ジャムの場合と,レーザプリンタの掃除,およびメンテナンスのためにも開けることがある。この場合,カバー体210の開放を検知するセンサ(図示せず)から発生する制御信号(C_OPEN)によりレーザプリンタ200の高圧生成部(HVPS)50へ印加される電圧が遮られ,ユーザを高圧から保護するようになる。
また,パネル操作部220に設けられるスイッチ(POWER_SAVE)225としては,交流(AC)の直接的な切り替えを行う従来のスイッチに比べて耐電圧および耐電流特性の低いものを使用することができる。この結果,レーザプリンタ200に取り付けられるスイッチ(POWER_SAVE)225の単価を下げることができ,スイッチ(POWER_SAVE)225をパネル操作部220に配設することにより,ユーザの所望する時点で簡便にレーザプリンタ220の省電力化を図ることができるという長所がある。
以上では,本発明の好適な実施形態について図示し説明したが,本発明は,上述した特定の実施形態に限定されるものではなく,特許請求の範囲で請求している本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも種々の変形実施が可能であることはもとより,そのような変更は,本発明の特許請求の範囲に含まれることは自明である。
本発明は,画像形成装置の電源装置に係り,特に,画像形成装置の省電力化を図りつつユーザの安全を考慮した電源管理機能付き画像形成装置の電源装置に係る。
従来の画像形成装置に組み込まれる電源装置の一例に係る回路図である。 電源装置を備える画像形成装置を概念的に示すブロック図である。 他の実施形態に係る電源装置を備える画像形成装置を概念的に示すブロック図である。 また他の実施形態に係る電源装置の回路を示す説明図である。 図4に示すスイッチが実際の画像形成装置に設けられる位置を簡略に示す説明図である。
符号の説明
101 ヒューズ
102 EMCフィルタ部
103 第一の整流部
104 切り替え制御部
105 トランス
106 第二の整流部
107 切り替え部
107a リレー
107b トランジスタ
108 制御部
109 スイッチ
110 機能モジュール

Claims (9)

  1. 交流を整流して所定の直流に変換し,前記電流を画像形成装置を構成する少なくとも1つの機能モジュールの動作電源として印加する電源部と;
    前記電源部の出力端と前記各機能モジュールの電源入力端との間に設けられる切り替え部と;
    前記画像形成装置の電力管理モードへの進入時,前記切り替え部をターンオフする制御部と;
    前記電源部の出力端と前記制御部との間に設けられ,ターンオン時,前記電源部の出力電圧を前記制御部へ印加し,前記制御部へ印加される前記出力電圧を,電力管理モードを設定するための信号として印加する節電スイッチと;
    を含むことを特徴とする,画像形成装置の電源装置。
  2. 前記スイッチは,前記画像形成装置を操作するために画像形成装置本体のいずれか一方面に取り付けられるパネル操作部に備えられることを特徴とする,請求項1に記載の画像形成装置の電源装置。
  3. 前記画像形成装置は,
    前記機能モジュールの取替えのためのカバー体と,
    前記カバー体の開放を検知するためのカバー体開放センサと,
    を備え,
    前記カバー体開放センサによる検知の結果,前記カバー体が開けられたと判断されれば,前記切り替え部をターンオフすることを特徴とする,請求項1に記載の画像形成装置の電源装置。
  4. 前記切り替え部は,
    前記電源部の出力端と前記機能モジュールとの間にリレー接点が接続され,前記リレー接点の駆動のための駆動コイルの一方側が前記電源部の出力端に接続されるリレーと,
    エミッタ端が前記駆動コイルの他方側に接続され,コレクタ端が接地端に接続され,ベース端が前記電力管理モードを設定するための信号に応答するトランジスタと,
    を含むことを特徴とする,請求項1に記載の画像形成装置の電源装置。
  5. 印刷データに相応する印刷作業を行う印刷エンジン部と;
    前記印刷データを画像データの形態に変換処理する画像処理部と;
    前記画像データに相応する印刷作業を行うように前記印刷エンジン部を制御するエンジン制御部と;
    前記印刷エンジン部,前記画像処理部,および前記エンジン制御部を駆動するための電源部と;
    を含み,
    前記電源部は,前記電源部の出力電圧を断続するリレーを備え,
    前記リレーは,前記印刷エンジン部,前記画像処理部,および前記エンジン制御部を備える画像形成装置の省電力管理モードへの進入時,前記エンジン制御部によりターンオフすることを特徴とする,画像形成装置の電源装置。
  6. 前記画像形成装置は,前記画像形成装置を操作するために画像形成装置のいずれか一方面に取り付けられるパネル操作部に設けられ,前記リレーをターンオフするためのスイッチをさらに含むことを特徴とする,請求項5に記載の画像形成装置の電源装置。
  7. 前記画像形成装置は,前記画像形成装置を操作するために画像形成装置のいずれか一方面に取り付けられるパネル操作部に設けられ,前記電源部の出力電圧を断続するためのスイッチをさらに含むことを特徴とする,請求項5に記載の画像形成装置の電源装置。
  8. 前記電力管理モードは,前記印刷データが前記画像処理装置へ所定の時間送られてこない時,前記印刷エンジン部に供給される電源を遮断および減少させるためのモードであることを特徴とする,請求項5に記載の画像形成装置の電源装置。
  9. 前記電力管理モードは,前記画像形成装置の内部と外部とを遮るカバー体の開放時における前記リレーの駆動により設定されることを特徴とする,請求項5に記載の画像形成装置の電源装置。
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