JP2007279650A - Image forming apparatus, power supply device and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置、電源装置及び制御方法に関するものであり、特に蓄電手段を含む電力の制御に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, a power supply apparatus, and a control method, and more particularly to control of electric power including a power storage unit.
近年、環境保全活動が高まり、画像形成装置も省エネ化が求められている。トナー画像が形成された紙、フィルムなどの被加熱体を加圧及び加熱するヒートローラ方式の定着装置を有した画像形成装置は、特に多くの電力を必要とする。 In recent years, environmental conservation activities have increased, and image forming apparatuses are also required to save energy. An image forming apparatus having a heat roller type fixing device that pressurizes and heats an object to be heated such as paper or film on which a toner image is formed requires a lot of electric power.
画像形成速度が高速である画像形成装置では、画像形成動作時に加熱部の定着ローラの温度落ち込みを防止するため熱容量が大きい定着ローラを採用する場合がある。このような場合、定着ローラが使用可能温度に上昇するまで、数分の長い立上り時間が必要であるため、コピー待ちの時間が長くなってしまう。また、定着ローラの昇温時間を短くするために、熱容量を少なくした定着ローラが採用される場合がある。このような場合は、画像形成動作時に定着ローラの温度落ち込みが発生してしまう。これらの問題は、200V電源を使用し、ハロゲンヒータなどの発熱部材の電力容量を大きくしたり、通電電流を大きくしたりすることによって、定着ローラの温度を早く立上ることができれば解決できる。しかし、日本国内の一般的なオフィスの商用電源は、100V、15Aが一般的であり、200Vに対応させるには、設置場所の電源関連に特別な工事を施す必要があり一般的な解決方法とはいえない。 An image forming apparatus having a high image forming speed may employ a fixing roller having a large heat capacity in order to prevent a temperature drop of the fixing roller of the heating unit during an image forming operation. In such a case, since a long rise time of several minutes is required until the fixing roller rises to the usable temperature, the copy waiting time becomes long. In addition, in order to shorten the heating time of the fixing roller, a fixing roller having a reduced heat capacity may be employed. In such a case, a temperature drop of the fixing roller occurs during the image forming operation. These problems can be solved if the temperature of the fixing roller can be raised quickly by using a 200V power source, increasing the power capacity of a heat generating member such as a halogen heater, or increasing the energization current. However, the commercial power supply for general offices in Japan is generally 100V, 15A, and in order to support 200V, it is necessary to perform special work related to the power supply at the installation site. I can't say that.
また、待機時における定着装置の消費電力の低減方法としては、待機時に定着ローラの温度を定着温度よりやや低い一定の温度に保ち、使用時に直ちに使用可能温度まで立上げることによって、使用者の定着ローラの昇温を待つ時間を短縮することが一般的である。この場合、定着装置を使用していないときにもある程度の電力を供給して余分なエネルギを消費しているという問題があった。なお、この待機時の消費エネルギは、機器の消費エネルギの約7割から8割となるといわれている。 In order to reduce the power consumption of the fixing device during standby, the temperature of the fixing roller is maintained at a constant temperature slightly lower than the fixing temperature during standby, and the temperature is immediately raised to a usable temperature during use. Generally, the time for waiting for the temperature of the roller to be shortened is shortened. In this case, there is a problem in that extra energy is consumed by supplying a certain amount of power even when the fixing device is not used. The standby energy consumption is said to be about 70% to 80% of the energy consumption of the device.
このような問題を解決するものとして、商用電源で駆動する定着ヒータと別に補助ヒータを設け、この補助ヒータに大容量コンデンサに蓄電した電力を供給することにより、定着ヒータに大きな電力を投入し、定着装置の立上り時間を短くし、かつ定着装置の温度変化を小さくする技術が開示されている(特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, an auxiliary heater is provided separately from a fixing heater driven by a commercial power source, and by supplying power stored in a large-capacity capacitor to this auxiliary heater, a large electric power is input to the fixing heater, A technique for shortening the rise time of the fixing device and reducing the temperature change of the fixing device is disclosed (see Patent Document 1).
また、スイッチング電源回路の出力を入力とした充電回路によって蓄電器に充電し、この出力を定電圧制御回路によって安定化し、例えば定着装置を昇温する等を行う負荷に供給する技術が開示されている(特許文献2参照)。 In addition, a technology is disclosed in which a capacitor is charged by a charging circuit that receives the output of a switching power supply circuit, and the output is stabilized by a constant voltage control circuit, and supplied to a load that heats up the fixing device, for example. (See Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、複数のヒータに対応した温度検出部及び温度検出部が検出した温度検出結果に従って複数のヒータを制御する制御部が必要になり、定着装置の構成が複雑になってしまう。
However, the technique described in
また、上記特許文献2に記載された技術では、1つの回路で安定化した出力を再度他の回路で安定化する構成の電源供給方式を採用しているため、画像形成装置の構成を複雑にするとともに、コストが増大してしまう。
In addition, the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、日本国内の一般的なオフィスで使用されている商用電源を用いて、定着装置等の画像形成動作を行う負荷の立上り時間を短縮することができるとともに、画像形成装置の電源供給部の構成を簡易にでき、画像形成装置の製造コストの低減を図ることができる画像形成装置、電源装置及び制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and shortens the rise time of a load for performing an image forming operation of a fixing device or the like using a commercial power source used in a general office in Japan. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus, a power supply apparatus, and a control method capable of simplifying the configuration of the power supply unit of the image forming apparatus and reducing the manufacturing cost of the image forming apparatus.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、充放電可能な蓄電手段と、商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段から出力される昇圧電圧を制御し、出力された昇圧電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電制御手段と、前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を、画像形成動作を行う負荷に供給する供電制御手段と、を備え、前記定電圧生成手段は、さらに昇圧されて蓄電された前記蓄電手段の出力に基づいて定電圧を生成すること、を特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to
また、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記蓄電手段の充電電圧を検出する充電電圧検出手段、をさらに備え、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記蓄電手段を充電するように制御すること、を特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the image forming apparatus further includes a charging voltage detecting unit that detects a charging voltage of the power storage unit, and the boosting / charging control unit further includes the charging unit. Control is performed so that the power storage means is charged based on the voltage detected by the voltage detection means.
また、請求項3にかかる発明は、請求項1または請求項2に記載の画像形成装置において、前記蓄電手段から出力される電流を検出する充電電流検出手段、をさらに備え、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記充電電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect of the present invention, the image forming apparatus further includes a charging current detecting unit that detects a current output from the power storage unit, and the boost / charge control The means is further characterized in that the power storage means is charged based on the current detected by the charging current detection means.
また、請求項4にかかる発明は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像形成装置において、予め定められた画像形成動作における電力使用量テーブルを記憶する電力使用記憶手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、前記電力使用記憶手段に記憶された前記画像形成動作における前記電力使用量テーブルの結果に基づいて、前記蓄電手段からの出力を前記負荷に供給するように制御すること、を特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, a power usage storage unit that stores a power usage amount table in a predetermined image forming operation is further provided. And the power supply control means controls to supply the output from the power storage means to the load based on the result of the power usage amount table in the image forming operation stored in the power usage storage means. It is characterized by.
また、請求項5にかかる発明は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記電力使用記憶手段は、さらに所定の電力を必要とする画像形成動作を示す電力使用条件と、前記蓄電手段から供給される電力量を示す供給電力量とを対応付けて記憶し、前記供電制御手段は、さらに前記負荷によって行われる画像形成動作が前記電力使用記憶手段に記憶された前記電力使用条件に合致する場合に、前記電力使用記憶手段に記憶された前記電力使用条件に対応する前記供給電力量を前記蓄電手段から供給するように制御すること、を特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the power usage storage means further uses a power usage indicating an image forming operation that requires a predetermined power. The power supply amount indicating the amount of power supplied from the power storage unit is stored in association with the power supply control unit, and the power supply control unit further stores an image forming operation performed by the load in the power use storage unit. When the power usage condition is met, control is performed such that the supply power amount corresponding to the power usage condition stored in the power usage storage unit is supplied from the power storage unit.
また、請求項6にかかる発明は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記蓄電手段の充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、前記定電圧生成手段から出力された電圧を前記昇圧手段に入力可能とし、前記定電圧生成手段と前記昇圧手段との接続を開閉する第3開閉手段と、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記第3開閉手段の開閉を制御すること、を特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, a charging voltage detecting unit that detects a charging voltage of the power storage unit and an output from the constant voltage generating unit. And a third opening / closing means for opening and closing a connection between the constant voltage generating means and the boosting means, and the power supply control means is further provided by the charging voltage detecting means. The opening / closing of the third opening / closing means is controlled based on the detected voltage.
また、請求項7にかかる発明は、請求項6に記載の画像形成装置において、前記蓄電手段から出力された電圧を前記定電圧生成手段に入力可能とし、前記蓄電手段と前記定電圧生成手段との接続を開閉する第2開閉手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記第2開閉手段の開閉を制御すること、を特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, the voltage output from the power storage unit can be input to the constant voltage generation unit, and the power storage unit, the constant voltage generation unit, A second opening / closing means for opening / closing the connection, wherein the power supply controlling means further controls opening / closing of the second opening / closing means based on a voltage detected by the charging voltage detecting means. .
また、請求項8にかかる発明は、請求項6または請求項7に記載の画像形成装置において、前記商用電源から出力された電圧を前記定電圧生成手段に入力可能とし、前記商用電源と前記定電圧生成手段との接続を開閉する第1開閉手段、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記画像形成動作以外を行う場合は、前記第3開閉手段を閉鎖し、前記第2開閉手段を開放し、前記第1開閉手段を閉鎖するよう制御すること、を特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth or seventh aspect, the voltage output from the commercial power source can be input to the constant voltage generating unit, and the commercial power source and the constant power source can be input. A first opening / closing means for opening / closing a connection with the voltage generating means, and the power supply control means closes the third opening / closing means and performs the second opening / closing means when performing other than the image forming operation. Control is performed to open and to close the first opening / closing means.
また、請求項9にかかる発明は、請求項6〜8のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記画像形成動作を行う場合は、前記第1開閉手段を閉鎖し、前記第2開閉手段を開放し、前記第3開閉手段を開放するよう制御すること、を特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects, the power supply control unit further includes the first opening / closing unit when performing the image forming operation. Control is performed to close, open the second opening / closing means, and open the third opening / closing means.
また、請求項10にかかる発明は、請求項6〜9のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記画像形成動作を行う場合は、前記第2開閉手段を閉鎖し、前記第1開閉手段を開放し、前記第3開閉手段を開放するよう制御すること、を特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects, the power supply control unit further includes the second opening / closing unit when performing the image forming operation. Control is performed to close, open the first opening / closing means, and open the third opening / closing means.
また、請求項11にかかる発明は、請求項6〜10のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記第1開閉手段を開放する場合は、前記第2開閉手段を閉鎖した後に前記第1開閉手段を開放し、前記第2開閉手段を開放する場合は、前記第1開閉手段を閉鎖した後に前記第2開閉手段を開放すること、を特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the sixth to tenth aspects, when the power supply control unit further opens the first opening / closing unit, the second opening / closing unit is provided. When the first opening / closing means is opened after the means is closed and the second opening / closing means is opened, the second opening / closing means is opened after the first opening / closing means is closed.
また、請求項12にかかる発明は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記負荷に供給する電圧を前記商用電源から出力された電圧または前記蓄電手段のいずれか一方から供給可能となるよう切替える切替回路、をさらに備え、前記供電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記切替手段を制御すること、を特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, a voltage supplied to the load is either a voltage output from the commercial power source or the power storage unit. The power supply control means further controls the switching means based on the voltage detected by the charging voltage detection means.
また、請求項13にかかる発明は、請求項12に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記画像形成動作を行う場合は、前記切替手段を前記商用電源側に切替えるよう制御すること、を特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth aspect, the power supply control unit controls the switching unit to switch to the commercial power source side when the image forming operation is further performed. It is characterized by this.
また、請求項14にかかる発明は、請求項12に記載の画像形成装置において、前記供電制御手段は、さらに前記画像形成動作を行う場合は、前記切替手段を前記蓄電手段側に切替えるよう制御すること、を特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth aspect, the power supply control unit controls the switching unit to switch to the power storage unit side when the image forming operation is further performed. It is characterized by this.
また、請求項15にかかる発明は、請求項1〜14のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記蓄電手段に充電する電圧を、前記商用電源から出力され、前記定電圧生成手段に供給される電圧より低い電圧に充電すること、を特徴とする。
The invention according to
また、請求項16にかかる発明は、請求項1〜15のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記商用電源から出力される電圧を降圧する降圧手段、をさらに備え、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記降圧手段によって出力される降圧電圧を制御すること、を特徴とする。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifteenth aspects, the image forming apparatus further comprises a step-down means for stepping down a voltage output from the commercial power supply, and the step-up / charging The control means further controls the step-down voltage output by the step-down means.
また、請求項17にかかる発明は、請求項16に記載の画像形成装置において、前記降圧手段によって降圧された電圧を検出する降圧電圧検出手段、をさらに備え、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記降圧電圧検出手段によって検出された前記電圧に基づいて前記降圧手段を制御すること、を特徴とする。
The invention according to
また、請求項18にかかる発明は、請求項16または請求項17に記載の画像形成装置において、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記降圧手段によって降圧する電圧を、前記蓄電手段に充電する電圧より低い電圧に降圧すること、を特徴とする。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixteenth or seventeenth aspect, the step-up / charge control unit further charges the power storage unit with a voltage stepped down by the step-down unit. The voltage is stepped down to a lower voltage.
また、請求項19にかかる発明は、請求項16〜18のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記画像形成動作以外を行う場合は、前記降圧手段によって出力される電圧を停止すること、を特徴とする。
The invention according to
また、請求項20にかかる発明は、充放電可能な蓄電手段と、商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧する昇圧手段と、を備え、前記定電圧生成手段は、さらに昇圧されて蓄電された前記蓄電手段の出力に基づいて定電圧を生成すること、を特徴とする画像形成装置の制御方法において、前記昇圧手段から出力される昇圧電圧を制御し、出力された昇圧電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電制御ステップと、前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を、画像形成動作を行う負荷に供給する供電制御ステップと、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 20 boosts the constant voltage generated by the chargeable / dischargeable power storage means, the constant voltage generation means for generating a constant voltage based on the output of the commercial power supply, and the constant voltage generation means. In the control method of an image forming apparatus, the constant voltage generation unit generates a constant voltage based on an output of the power storage unit that has been further boosted and stored. The boosting / charging control step for controlling the boosted voltage output from the means and charging the power storage means based on the output boosted voltage, and the constant voltage generated by the constant voltage generating means perform an image forming operation. A power supply control step for supplying power to the load.
また、請求項21にかかる発明は、外部の負荷に電力を供給する電源装置において、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段の出力または商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧し、かつ、昇圧された前記定電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電手段と、前記商用電源から出力された電圧を前記定電圧生成手段に入力可能とし、前記商用電源と前記定電圧生成手段との接続を開閉する第1開閉手段と、前記蓄電手段から出力された電圧を前記定電圧生成手段に入力可能とし、前記蓄電手段と前記定電圧生成手段との接続を開閉する第2開閉手段と、前記定電圧生成手段から出力された電圧を前記昇圧・充電手段に入力可能とし、前記定電圧生成手段と前記昇圧・充電手段との接続を開閉する第3開閉手段と、前記第1開閉手段、前記第2開閉手段、および前記第3開閉手段のうちの少なくとも一つの開放または閉鎖を制御する制御信号を外部から受信する制御信号受信手段と、前記制御信号受信手段によって受信された前記制御信号に基づいて、前記蓄電手段の出力または商用電源の出力から前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を前記負荷に供給するように制御する昇圧・充電制御手段と、を備えることを特徴とする。 According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a power supply device that supplies power to an external load, a chargeable / dischargeable power storage means, and a constant voltage that generates a constant voltage based on an output of the power storage means or an output of a commercial power supply. Generating means, boosting / charging means for boosting the constant voltage generated by the constant voltage generating means, and charging the power storage means based on the boosted constant voltage, and voltage output from the commercial power supply Can be input to the constant voltage generating means, the first opening / closing means for opening and closing the connection between the commercial power source and the constant voltage generating means, and the voltage output from the power storage means can be input to the constant voltage generating means. A second opening / closing means for opening / closing a connection between the power storage means and the constant voltage generating means, a voltage output from the constant voltage generating means can be input to the boosting / charging means, and the constant voltage generating means; A control signal for controlling opening or closing of at least one of the third opening / closing means, the first opening / closing means, the second opening / closing means, and the third opening / closing means; Based on the control signal receiving means received from the outside and the control signal received by the control signal receiving means, the constant voltage generated by the constant voltage generating means from the output of the power storage means or the output of the commercial power supply And a step-up / charging control means for controlling to be supplied to the load.
また、請求項22にかかる発明は、外部の負荷に電力を供給する電源装置において、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段の出力または商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧し、かつ、昇圧された前記定電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電手段と、前記定電圧生成手段に供給する電圧を前記商用電源から出力された電圧または前記蓄電手段のいずれか一方から供給可能となるよう切替える切替手段と、前記切替手段を制御する制御信号を外部から受信する制御信号受信手段と、前記制御信号受信手段によって受信された前記制御信号に基づいて、前記切替手段を制御することにより、前記定電圧生成手段に電圧を供給するように制御する昇圧・充電制御手段と、を備えることを特徴とする。 According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a power supply device that supplies power to an external load, a chargeable / dischargeable power storage means, and a constant voltage that generates a constant voltage based on an output of the power storage means or an output of a commercial power supply. Generating means; boosting the constant voltage generated by the constant voltage generating means; and charging / charging means for charging the power storage means based on the boosted constant voltage; and supplying the constant voltage generating means A switching unit that switches the voltage so that the voltage can be supplied from either the voltage output from the commercial power source or the power storage unit, a control signal receiving unit that receives a control signal for controlling the switching unit from the outside, and the control Based on the control signal received by the signal receiving means, the switching means is controlled so as to supply a voltage to the constant voltage generating means. Characterized in that it and a charge control unit.
また、請求項23にかかる発明は、請求項21または請求項22に記載の電源装置において、前記蓄電手段の充電電圧を検出する充電電圧検出手段、をさらに備え、前記昇圧・充電手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする。
The invention according to claim 23 is the power supply device according to claim 21 or
また、請求項24にかかる発明は、請求項21〜23のいずれか一つに記載の電源装置において、前記蓄電手段の充電電流を検出する充電電流検出手段、をさらに備え、前記昇圧・充電手段は、さらに前記充電電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする。
The invention according to
また、請求項25にかかる発明は、請求項21〜24のいずれか一つに記載の電源装置において、前記昇圧・充電手段は、さらに商用電源から前記定電圧生成手段に入力する電圧よりも、前記蓄電手段の充電電圧を低い電圧に充電すること、を特徴とする。
Further, the invention according to
また、請求項26にかかる発明は、請求項21〜25のいずれか一つに記載の電源装置において、前記蓄電手段は、直列に接続された電気二重層コンデンサであり、前記二重層コンデンサ個々の満充電を検出する単セル満充電検出回路と、全ての電気二重層コンデンサの満充電を検出する全セル満充電検出回路と、をさらに備え、前記単セル満充電検出回路出力または全セル満充電検出回路出力に基づいて充電動作を行うこと、を特徴とする。 According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the power supply device according to any one of the twenty-first to twenty-fifth aspects, the power storage means is an electric double layer capacitor connected in series, and each of the double layer capacitors A single cell full charge detection circuit for detecting full charge, and an all cell full charge detection circuit for detecting full charge of all electric double layer capacitors, the single cell full charge detection circuit output or full cell full charge A charging operation is performed based on the output of the detection circuit.
また、請求項27にかかる発明は、請求項21〜26のいずれか一つに記載の電源装置を備えたことを特徴とする。 According to a twenty-seventh aspect of the present invention, the power supply device according to any one of the twenty-first to twenty-sixth aspects is provided.
また、請求項28にかかる発明は、請求項27に記載の画像形成装置において、前記電源装置が備える開閉手段または切替手段のうち少なくともいずれか一つを制御する制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号生成手段によって生成された前記制御信号を前記電源装置に送信する制御信号送信手段と、をさらに備えたことを特徴とする。 According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twenty-seventh aspect, the control signal generating unit generates a control signal for controlling at least one of an opening / closing unit and a switching unit included in the power supply device. And a control signal transmitting means for transmitting the control signal generated by the control signal generating means to the power supply apparatus.
また、請求項29にかかる発明は、請求項28に記載の画像形成装置において、前記電源装置が備える前記充電電圧検出手段によって検出された充電電圧を受信する受信手段と、前記制御信号生成手段は、さらに前記受信手段によって受信された前記充電電圧に基づいて、商用電源から出力された電圧が前記定電圧生成手段に供給されるように制御信号を生成すること、を特徴とする。 According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twenty-eighth aspect, the receiving means for receiving the charging voltage detected by the charging voltage detecting means included in the power supply device, and the control signal generating means Further, the control signal is generated based on the charging voltage received by the receiving means so that a voltage output from a commercial power supply is supplied to the constant voltage generating means.
また、請求項30にかかる発明は、請求項28に記載の画像形成装置において、前記電源装置が備える前記充電電圧検出手段によって検出された充電電圧を受信する受信手段と、前記制御信号生成手段は、さらに前記受信手段によって受信された前記充電電圧に基づいて、前記蓄電手段から出力された電圧が前記定電圧生成手段に供給されるように制御する制御信号を生成すること、を特徴とする。 According to a thirty-third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twenty-eighth aspect, the receiving unit that receives the charging voltage detected by the charging voltage detecting unit included in the power supply device, and the control signal generating unit include Furthermore, a control signal for controlling the voltage output from the power storage unit to be supplied to the constant voltage generation unit is generated based on the charging voltage received by the reception unit.
また、請求項31にかかる発明は、請求項28に記載の画像形成装置において、前記電源装置が備える前記充電電圧検出手段によって検出された充電電圧を受信する受信手段と、前記制御信号生成手段は、さらに前記受信手段によって受信された前記充電電圧に基づいて、前記定電圧生成手段から出力された電圧が前記昇圧・充電手段に供給されるよう制御する制御信号を生成すること、を特徴とする。 According to a thirty-first aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twenty-eighth aspect, the receiving unit that receives the charging voltage detected by the charging voltage detecting unit included in the power supply device, and the control signal generating unit include: Further, based on the charging voltage received by the receiving means, a control signal for controlling the voltage output from the constant voltage generating means to be supplied to the boosting / charging means is generated. .
また、請求項32にかかる発明は、請求項28に記載の画像形成装置において、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う定着手段と、前記定着手段の加熱部の温度を検出する温度検出手段と、前記制御信号生成手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に基づいて、前記制御信号を生成すること、を特徴とする。 According to a thirty-second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twenty-eighth aspect, a fixing unit that fixes and fixes the toner image by pressurizing and heating a medium on which the toner image is formed; The temperature detection means for detecting the temperature of the heating unit and the control signal generation means further generate the control signal based on the temperature detected by the temperature detection means.
また、請求項33にかかる発明は、請求項32に記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度が予め設定された温度より低い場合に、前記蓄電手段から出力された電圧が前記定電圧生成手段に供給されるよう制御する制御信号を生成すること、を特徴とする。 According to a thirty-third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirty-second aspect, the control signal generating unit further includes a case where the temperature detected by the temperature detecting unit is lower than a preset temperature. A control signal for controlling the voltage output from the power storage unit to be supplied to the constant voltage generation unit is generated.
また、請求項34にかかる発明は、請求項28に記載の画像形成装置において、前記制御信号生成手段は、さらに前記画像形成動作以外の場合は、商用電源から出力された電圧が前記昇圧・充電手段に供給されるように制御する制御信号を生成すること、を特徴とする。 According to a thirty-fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirty-eighth aspect, the control signal generating means further supplies a voltage output from a commercial power source in the step-up / charge operation except in the image forming operation. Generating a control signal for controlling to be supplied to the means;
本発明によれば、定電圧生成手段によって、商用電源の出力または蓄電手段の出力に基づいて定電圧を生成し、昇圧手段によって、定電圧を昇圧し、昇圧・充電制御手段によって、昇圧手段によって出力される昇圧電圧を制御し、出力された昇圧電圧に基づいて蓄電手段を充電し、供電制御手段によって、定電圧を画像形成動作を行う負荷に供給することにより、商用電源によって充電される蓄電手段から電圧を負荷に供給することができるため、日本国内の一般的なオフィスで使用されている商用電源に用いて、画像形成動作を行う負荷の立上り時間を短縮することができるという効果を奏する。また、蓄電手段から出力された電圧または商用電源から出力された電圧のいずれであっても、1つの定電圧生成手段によって定電圧を生成することができるため、電源供給部を含んだ画像形成装置の構成を簡易にできるという効果を奏する。さらに、画像形成装置、電源装置の構成を簡易にすることができるため、画像形成装置、電源装置の製造コストの低減を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the constant voltage generating means generates a constant voltage based on the output of the commercial power supply or the storage means, boosts the constant voltage by the boosting means, and boosts and charges the control means by the boosting means. Storage that is charged by a commercial power supply by controlling the boosted voltage that is output, charging the power storage means based on the output boosted voltage, and supplying the constant voltage to the load that performs the image forming operation by the power supply control means Since the voltage can be supplied to the load from the means, the rise time of the load for performing the image forming operation can be shortened using a commercial power source used in a general office in Japan. . In addition, since the constant voltage can be generated by one constant voltage generation unit regardless of whether the voltage is output from the power storage unit or the commercial power source, the image forming apparatus including the power supply unit There is an effect that the configuration can be simplified. Furthermore, since the configuration of the image forming apparatus and the power supply apparatus can be simplified, the manufacturing cost of the image forming apparatus and the power supply apparatus can be reduced.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる画像形成装置、電源装置及び画像形成装置の制御方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Exemplary embodiments of an image forming apparatus, a power supply apparatus, and an image forming apparatus control method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第1の実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン電源部は、商用電源から出力された電圧または蓄電部から出力された電圧を定電圧化して負荷に供給するものである。また、商用電源から出力された電圧を昇圧し、蓄電部を充電するものである。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. The engine power supply unit of the image forming apparatus according to the first embodiment converts the voltage output from the commercial power supply or the voltage output from the power storage unit into a constant voltage and supplies it to the load. In addition, the voltage output from the commercial power source is boosted to charge the power storage unit.
まず、本発明が適用される画像形成装置の一例としてのプリンタのエンジン電源部の構成例について、図1、図2を用いて説明する。本実施の形態では、画像形成装置としてプリンタを例にとって説明する。なお、プリンタ以外の複写機、ファクシミリ装置、及び複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を組み合わせた複合機(MFP:Multi Function Peripherals)などの画像形成装置に本発明を適用することができる。また、何らかの負荷部に電力を供給する電源装置に本発明を適用することができる。 First, a configuration example of an engine power supply unit of a printer as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a printer is taken as an example of the image forming apparatus. It should be noted that the present invention can be applied to image forming apparatuses such as copiers other than printers, facsimile machines, and multi-function peripherals (MFPs) that combine copying functions, printer functions, and facsimile functions. Further, the present invention can be applied to a power supply device that supplies power to some load unit.
図1は、第1の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の回路構成を示す回路図である。図2は、第1の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of an engine power supply unit of the printer according to the first embodiment. FIG. 2 is a detailed circuit diagram illustrating a detailed circuit configuration of the engine power supply unit of the printer according to the first embodiment.
本実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部100は、フィルタ1と、全波整流回路2と、定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)13と、昇圧回路91と、昇圧充電制御回路95と、蓄電部9(以下、キャパシタバンク9という)と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、画像形成装置制御回路10(以下、エンジン制御部10)と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39と、第1開閉回路92と、第2開閉回路93と、第3開閉回路94と、を備えている。
The engine
本実施の形態にかかるエンジン電源部100の動作について説明する、商用電源は、主電源スイッチ3を介してフィルタ1に入力される。フィルタ1の出力は、全波整流回路2に接続され、全波整流される。全波整流回路2によって全波整流された出力は、平滑コンデンサC2に接続され、平滑コンデンサC2によってリップル成分等は除去される。
Commercial power, which describes the operation of the engine
平滑コンデンサC2によってリップル成分等が除去された全波整流回路2の直流出力は、第1開閉回路92のFET(Field Effect Transistor)92aのソース側に接続される。第1開閉回路92の出力側、すなわちFET92aのドレイン側は、定電圧生成回路13の入力に接続される。定電圧生成回路13の出力は、搬送モータ等のパワー系の負荷20及び後処理装置22に接続されている。また、定電圧生成回路13の出力は、第3開閉回路94を介して昇圧回路91に供給される。昇圧回路91に供給(入力)された電圧は、昇圧充電制御回路95によって昇圧するよう制御され、キャパシタバンク9を充電する。キャパシタバンク9に蓄電された電力は、第2開閉回路93のFET93aのソース側に接続される。第2開閉回路93の出力側、すなわちFET93aのドレイン側は、定電圧生成回路13の入力に接続される。
The direct current output of the full-
定電圧生成回路13は、DC化された商用電源を負荷に供給する定格電圧(例えば、24V)まで降圧するトランスを有している。定電圧生成回路13は、一般的なDC/DCコンバータであるが、トランスの入力電圧制御範囲を一般的なDC/DCコンバータより広くしている。
The constant
昇圧回路91は、昇圧チョッパ回路91を使用している。なお、高周波トランスの一次側をスイッチングし、2次側に誘起する電圧を整流してDC化する回路を使用してもよい。昇圧チョッパ回路91は、第3開閉回路94の出力が供給されている(FET94のドレイン側に接続されている)。昇圧チョッパ回路91は、入力側に設けた昇圧チョークコイル71、FET72aを設けたスイチング回路72、整流ダイオード73、および出力側に設けた平滑コンデンサ74で構成され、昇圧された出力はキャパシタバンク9に供給される。
The
昇圧回路91は、昇圧充電制御回路95から出力されるPWM信号(パルス幅変調信号)によってFET72aがONにされると、昇圧チョークコイル71に電流が流れ、エネルギが蓄積される。続いてFET72aがOFFにされると、ON期間に昇圧チョークコイル71に蓄積したエネルギを入力電圧に重畳して出力する。この電流が、整流ダイオード73を通して、平滑用コンデンサ74に貯えられる。この動作が繰り返すことによって、昇圧が行われる。昇圧平滑された電圧が、キャパシタバンク9に供給される。
In the
充電電圧検出回路16は、キャパシタバンク9に充電された電圧を検出する。充電電圧検出回路16は、抵抗R2と抵抗R3によって分圧回路を構成している。充電電圧検出回路16は、キャパシタバンク9の端子間電圧を検出し、その出力は昇圧充電制御回路95のA/Dコンバータ7c及びエンジン制御部10のA/Dコンバータ10bに入力される。
The charging
次に、キャパシタバンク9の充電電流検出方法について説明する。キャパシタバンク9の充電電流は、キャパシタバンク9と直列に接続された抵抗R1を流れる電流を端子間電圧として検出し、検出された充電電流は、昇圧充電制御回路95の充電電流検出回路7dに入力される。
Next, a method for detecting the charging current of the
次に、均等化回路17の動作説明を行う。均等化回路17は、キャパシタセル個々の満充電を検出し、バイパス回路17aを動作させ、各キャパシタセルの充電電圧を均等化するものである。キャパシタセル9aは、昇圧充電制御回路95によって充電される。均等化回路17aは、キャパシタセル9aが満充電の2.5Vに充電されると、充電電流をバイパスする。他のキャパシタセル9aに並列に接続されたバイパス回路も同様な動作を行ない、各キャパシタセル9aの充電電圧は2.5Vに均等化される。
Next, the operation of the
均等化回路17は、何れかのキャパシタセル9aの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、昇圧充電制御回路95に単セル満充電信号5を出力する。また、均等化回路17は、全てのキャパシタセル9aの満充電を検知し、全てのバイパス回路を動作させると、昇圧充電制御回路95に全てのキャパシタセル9aの満充電信号6を出力する。
The
次に、昇圧充電制御回路95の動作説明を行う。昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク9に定電流充電または定電力充電を行う。昇圧充電制御回路95は、CPU7a、シリアルコントローラ(SIC)7b、A/Dコンバータ7c、充電電流検出回路7d、PWM信号発生回路7e、ROM、RAM、タイマ、割り込み制御回路及び入出力ポートを備えている。
Next, the operation of the boost
昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9に定電流充電または定電力充電を行うためのPWM信号を発生させる機能を有している。昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の端子間電圧を充電電圧検出回路16の出力によって検出する。キャパシタバンク9の端子間電圧が予め設定された値より低い場合には、キャパシタバンク9と直列に接続された抵抗R1の端子間電圧を逐次検出し、この端子間電圧に対応した予め設定された定電流充電にするためのPWM信号を、FET72aのゲートに出力する。
The step-up charging
なお、予め設定された定電流充電にするためのPWM信号は、抵抗R1の端子間電圧とPWM信号のONデューティとを関係付けて予め作成したテーブルを使用して決定してもよい。また、演算によって算出してもよい。また、充電電流のみを参照し、予め設定された充電電流になるようにPWM信号を制御してもよい。また、キャパシタバンク9が充電されてない場合は、大きな突入電流がキャパシタバンク9に流れることを防止しするために、充電電圧を低くし、徐々に充電電圧を高くするようにPWM信号を出力してもよい。
Note that the PWM signal for the preset constant current charging may be determined using a table created in advance by relating the voltage between the terminals of the resistor R1 and the ON duty of the PWM signal. Moreover, you may calculate by calculation. Alternatively, the PWM signal may be controlled by referring to only the charging current so as to obtain a preset charging current. Further, when the
昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の端子間電圧が予め設定された値以上になると、定電力充電を行うためにキャパシタバンク9の充電電流と、キャパシタバンク9の端子間電圧の検出を逐次行なう。検出した充電電流と充電電圧から、予め設定された定電力充電を行うためのPWM信号をFET72aのゲートに出力する。なお、このPWM信号は、キャパシタバンク9の充電電流と、キャパシタバンク9の端子間電圧の検出を行い、検出した充電電流と充電電圧から予め設定された定電力充電を行うためのPWM信号を演算して決定する。
When the inter-terminal voltage of the
次に、昇圧充電制御回路95は、何れかの単セル満充電信号5を検出すると、再び予め設定された定電流充電にするPWM信号をFET72aのゲートに出力する。昇圧充電制御回路95は、全てのキャパシタセルの満充電信号6を検出すると、充電動作を停止する信号をFET72aのゲートに出力する。
Next, when the boost
次に、エンジン制御部10の説明を行う。エンジン制御部10は、CPU10aに接続されたシリアルコントローラ(SCI)10d、入出力ポート10c、A/Dコンバータ10b及びROM、RAM、タイマ、割り込み制御回路(INT)等で構成されている。CPU10aのA/Dポート10bには、定着装置8の定着ローラの表面温度(定着温度)を検出する温度検出回路33、34が接続されている。
Next, the
温度検出回路33は、ACヒータ用サーミスタ33aと直列に接続された抵抗R11とで構成され、AC定着ヒータ29に対応する測定領域の温度を検出する回路である。また、温度検出回路34は、ACヒータ用サーミスタ34aと直列に接続された抵抗R12とで構成され、AC定着ヒータ30に対応する測定領域の温度を検出する回路である。
The
入出力ポート10cは、開閉回路の開閉動作を行うバッファ回路、温度検出回路33、温度検出回路34の温度検出結果によってAC定着ヒータ29、30に電力を供給するACヒータ制御回路39、画像形成動作を行うために必要なモータ、ソレノイド、クラッチ等の負荷20、21、画像形成動作を行うために必要なセンサ、スイッチ回路15等が接続されている。なお、負荷20は、搬送モータ、現像モータ等の大きな電力を必要とするパワー系の負荷である。負荷21は、別電源から供給される負荷で、常時電源供給が必要な表示用LED、パルスモータの回転を保持する必要がある負荷である。勿論、充電時も負荷に電力を供給することが可能な回路構成の場合は、別電源から供給する必要はない。
The input /
また、CPU10aは、昇圧充電制御回路95とシリアルコントローラ(SCI)10dを介して信号の送受信を行ない、CPU10aは放電中ではない時、待機時、または省エネモード時等に、昇圧充電制御回路95に充電許可信号を送信する。CPU10aは、キャパシタバンク9の端子間電圧を充電電圧検出回路16によって検出し、キャパシタバンク9の電力使用が可能か否かを判断する。
Further, the
次に、ACヒータ制御回路43の説明を行う。CPU10aは、温度検出回路33、温度検出回路34が予め設定された温度以下の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路35、36にフォトトライアック35a、36aをONにする信号をポート1及びポート3より出力する。これにより、定着ヒータ29、30に電力が供給される。温度検出回路33、温度検出回路34が予め設定された温度以上の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路35、36にフォトトライアック35、36をOFFにする信号をポート1及びポート3より出力する。これにより、定着ヒータ29、30への電力供給は停止される。
Next, the AC heater control circuit 43 will be described. When the
次に、CPU10aによる第1開閉回路92、第2開閉回路93、第3開閉回路94の動作説明を行う。第1開閉回路〜第3開閉回路はFETで構成される。勿論、リレー、IGBT等を使用した開閉回路にしてもよい。
Next, the operation of the
CPU10aは、ポート10cからの信号によってFETのON/OFF制御を行う。FETをONにすると、開閉回路は閉じられ、FETをOFFにすると開閉回路は開放される。
The
CPU10aは、待機時または省エネモード時等の電力を必要としない時に、キャパシタバンク9に充電するために第3開閉回路94のFET94aをONにする信号をポート6から出力する。また、ポート5から第1開閉回路92のFET92aをONにする信号を出力し、ポート4から第2開閉回路93のFET93aをOFFにする信号を出力する。
The
CPU10aは、商用電源のAC電力定格を超えるような場合、画像形成装置のDC電力が不足する場合、または画像形成装置側の急激な負荷変動によってフリッカーが発生するような場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用するために信号を出力する。具体的には、CPU10aは、ポート4からFET93aをONにする信号を出力し、ポート5からFET92aをOFFにする信号を出力し、ポート6からFET94aをOFFにする信号を出力する。この動作によって、DC負荷への電力供給を増加させることができる。
When the
また、CPU10aは、充電または放電以外の通常時は、放電を停止するためにポート4からFET93aをOFFにする信号を出力し、DC化した商用電源を昇圧充電制御回路95に供給するためにポート5からFET92aをONにする信号を出力し、ポート6からFET84aをOFFにする信号を出力する。これにより、昇圧回路91への電源供給は遮断され、商用電源が昇圧充電制御回路95に接続され、その出力が負荷に供給される。
Further, the
CPU10aは、画像形成動作が終了後、一定時間が経過すると省エネモードに入るため、DC/DCコンバータ14に一部の電源出力停止信号をポート2から出力する。省エネモード解除は、省エネ解除SW24(圧版開放SW,ADFの原稿検知SW等)がONとなることによってDC/DCコンバータ14が通常の動作に復帰する。
Since the
次に、エンジン制御部10のROMに格納されている電力使用テーブル1および電力使用テーブルについて説明する。電力使用テーブル1は、商用電源からの供給電力では賄えない画像形成動作と、その処理を行うために必要な蓄電力使用時間を規定する。図3は、電力使用テーブル1のデータ構成の一例を示す説明図である。電力使用テーブル1は、通常の供給電力以上の電力を必要とする画像形成動作と、蓄電力使用時間とを対応付けて記憶している。通常の供給電力以上の電力を必要とする画像形成動作とは、例えば商用電源から通常の電力が供給され、複数枚の画像形成動作を行った場合に、定着装置の温度が低下するために連続して画像形成動作を行うことができなくなる用紙のサイズと枚数の組合せなどである。蓄電力使用時間とは、通常の供給電力を超える条件の画像形成処理を行うためにキャパシタバンク9から電力を供給する時間である。電力使用テーブル1を参照することによって、通常の電力で賄いきれない画像形成動作を行う前に、必要な電力をキャパシタバンク9から供給することができ、待ち時間の少ない画像形成動作を実施できる。また、定着温度の低下を防止することができるため、画像形成の品質が向上でき、フリッカーを防止することができる。
Next, the power usage table 1 and the power usage table stored in the ROM of the
電力使用テーブル2は、電力供給が必要な後処理を規定する。図4は、電力使用テーブル2のデータ構成の一例を示す説明図である。電力使用テーブル2は、電力供給が必要な後処理種別を記憶している。電力使用テーブル2を参照することによって、これから実行する後処理に電力供給が必要であるか否かを判断することができ、後処理を行う際に電力を供給することができる。 The power usage table 2 defines post-processing that requires power supply. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the data configuration of the power usage table 2. The power usage table 2 stores post-processing types that require power supply. By referring to the power usage table 2, it is possible to determine whether or not power supply is necessary for the post-processing to be executed in the future, and it is possible to supply power when performing the post-processing.
次に、画像形成装置の全体を制御するコントロール回路8について説明する。コントロール回路8は、画像形成装置の全体を制御するCPU8aとCPU8aに接続されたシリアルコントローラ(SCI)8d、ROM、RAM、プリンタで使用する画像展開用のワークメモリ、書き込み画像のイメージデータを一時蓄えるフレームメモリ、CPU周辺を制御する機能を搭載したASIC及びそのインタフェース回路等で構成される。
Next, the
CPU8aには、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力部と、使用者にシステムの設定内容状態を表示する表示部および入力部の制御を行う操作部制御回路25、エンジン制御部10が、シリアルコントローラ(SCI)を介して接続されている。
The
次に、上述したように構成されている画像形成装置による動作モード制御処理、充電制御処理について説明する。図5−1〜図5−4は、画像形成装置のエンジン制御部が行う動作モード制御処理手順を示すフローチャートである。 Next, an operation mode control process and a charge control process performed by the image forming apparatus configured as described above will be described. FIG. 5A to FIG. 5D are flowcharts illustrating the operation mode control processing procedure performed by the engine control unit of the image forming apparatus.
エンジン制御部10のCPU10aは、主電源ONまたは省エネモード解除によってDC電源が供給されると、エンジン制御部10のCPU10a、その周辺回路及びメモリ関連の初期設定を行う(ステップS501)。CPU10aは、充電電圧検出回路16の検出結果から充電電圧が満充電の状態か否かを判断する(ステップS502)。満充電であると判断した場合は(ステップS502:Yes)、開閉回路制御処理1を行う(ステップS503)。これにより、商用電源からの電力供給を停止し、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力を定電圧生成回路13に供給することができる。その結果、余った電力が定着装置の加熱部に供給される(ステップS504)。満充電でないと判断した場合は(ステップS502:No)、ステップS504に進む。
When the DC power is supplied by turning on the main power source or canceling the energy saving mode, the
次に、CPU10aは、充電電圧検出回路16の検出結果から充電電圧が予め設定された電圧以上か否かを判断する(ステップS505)。予め設定された電圧以上であると判断した場合は(ステップS505:Yes)、蓄電力が使用できると判断し、加熱部温度が予め設定された温度以上(例として175℃)か否かを判断する(ステップS506)。予め設定された温度に達してないと判断した場合は(ステップS506:No)、ステップS504に戻り、引き続き定着ヒータ29、30にヒータ定格の最大電力を供給する。
Next, the
次に、加熱部温度が予め設定された温度以上であると判断した場合は(ステップS506:Yes)、またはキャパシタバンク9の充電電圧が予め設定された電圧未満であると判断した場合は(ステップS505:No)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行う(ステップS507)。これにより、商用電源から負荷に電力が供給される。
Next, when it is determined that the heating part temperature is equal to or higher than the preset temperature (step S506: Yes), or when it is determined that the charging voltage of the
次に、CPU10aは定着装置の定着ヒータ29、30に予め設定された通常時の電力供給を行う(ステップS508)。CPU10aは、加熱部がリロード温度(例えば180℃)か否かを判断する(ステップS508)。リロード温度でないと判断した場合は(ステップS509:No)、ステップS508に戻り、定着ヒータ29、30に予め設定された通常時の電力供給が継続される。リロード温度であると判断した場合は(ステップS509:Yes)、待機状態となり、予め設定された通常時の電力が定着ヒータに供給され、通常の温度制御が実施される(ステップS510)。
Next, the
CPU10aは、再度待機状態か否かを判断する(ステップS511)。待機状態であると判断した場合は(ステップS511:Yes)、CPU10aは充電電圧が設定電圧未満か否か、すなわち満充電の状態か否かを判断する(ステップS512)。設定電圧未満である、すなわち満充電の状態でないと判断した場合は(ステップS512:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理3を行い(ステップS513)、ステップS510に戻る。これにより、キャパシタバンク9が充電される。設定電圧未満でない、すなわち満充電の状態であると判断した場合は(ステップS512:No)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行い(ステップS514)、ステップS510に戻る。これにより、商用電源から負荷に電力が供給される。
The
ステップS511において、待機状態でないと判断した場合は(ステップS511:No)、CPU10aは動作モード、画像形成動作過程毎に蓄電力を使用する電力使用テーブル1、2を参照し、蓄電力を使用する動作モードまたは動作条件を設定する(ステップS515)。例えば、連続コピー枚数により、加熱部の温度が低下するコピー枚数設定と、最大電力を定着ヒータに供給、すなわちキャパシタバンク9の蓄電力を使用する場合に加熱部の温度が回復する時間のタイマカウントと、電力供給が必要な後処理を電力使用テーブル1、2から取得し、設定する。
If it is determined in step S511 that the current state is not the standby state (step S511: No), the
次に、CPU10aは、コピー動作中か否かを判断する(ステップS516)。コピー動作中であると判断した場合は(ステップS516:Yes)、CPU10aは電力使用テーブル1、2から取得したコピー枚数設定があるか否かを判断する(ステップS517)。コピー枚数設定があると判断した場合には(ステップS517:Yes)、商用電源から負荷に電力を供給するために、CPU10aは複数コピー処理を行う(ステップS518)。詳細は後述する。
Next, the
次に、CPU10aは、開閉回路制御処理2を行う(ステップS519)。負荷は、継続して画像形成動作を行い、定着ヒータに通常の電力が供給される(ステップS520)。CPU10aは、1ジョブに対応する枚数の用紙を排出したか否かを判断する(ステップS521)。1ジョブに対応する枚数の用紙を排出していないと判断した場合には(ステップS521:No)、ステップS520に戻り、負荷は画像形成動作を継続する。1ジョブに対応する枚数の用紙を排出したと判断した場合には(ステップS521:Yes)、CPU10aは後処理に電力供給が必要か否かを判断する(ステップS522)。
Next, the
後処理に電力供給が必要であると判断した場合には(ステップS522:Yes)。DC電源の出力増加をするため、CPU10aは開閉回路制御処理1を行う(ステップS523)。これにより、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力が定電圧生成回路13に供給される。電力が供給された後処理周辺機は、後処理動作を実施し(ステップS524)、ステップS510に戻る。後処理に電力供給が必要でないと判断した場合は(ステップS522:No)、コピー動作は終了したので、ステップS510に戻る。
When it is determined that power supply is necessary for the post-processing (step S522: Yes). In order to increase the output of the DC power supply, the
ステップS516において、コピー動作中でないと判断した場合は(ステップS516:No)、CPU10aは省エネモード中か否かを判断する(ステップS525)。省エネモード中でないと判断した場合は(ステップS525:No)、ステップS510に戻る。省エネモード中であると判断した場合は(ステップS525:Yes)、CPU10aは充電電圧が設定電圧未満か否か、すなわち満充電状態か否かを判断する(ステップS526)。充電電圧が設定電圧未満である、すなわち満充電状態でないと判断した場合は(ステップS526:Yes)、キャパシタバンク9に充電するため、CPU10aは開閉回路制御処理3を行い(ステップS527)、ステップS525に戻る。なお、本フローチャートには示さないが、この充電動作が終了すると、画像形成装置制御部も省エネモードに移行する。充電電圧が設定電圧未満でない、すなわち満充電状態であると判断した場合は(ステップS526:No)、CPU10aは第1開閉回路に開放信号を出力し(ステップS529)、第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS530)。さらに、第3開閉回路に開放信号を出力し(ステップS531)、ステップS525に戻る。
If it is determined in step S516 that the copying operation is not being performed (step S516: No), the
プリンタのエンジン制御部10による複数コピー制御処理について説明する。図6は、プリンタのエンジン制御部が行う複数コピー制御処理手順を示すフローチャートである。
The multiple copy control process by the
まず、エンジン制御部10のCPU10aは、開閉回路制御処理2を行う(ステップS601)。次に、負荷は画像形成動作を実施し、定着ヒータ29、30に通常の電力が供給される(ステップS602)。CPU10aは、電力使用テーブルから取得されたコピー枚数のコピーを実施したか否かを判断する(ステップS603)。コピー枚数Nのコピーを実施していないと判断した場合には(ステップS603:No)、ステップS602に戻り、負荷は画像形成動作を繰り返す。コピー枚数Nのコピーを実施したと判断した場合には(ステップS603:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理1を行う(ステップS604)。これにより、商用電源からの電力供給を停止し、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力が定電圧生成回路13に供給され、余った電力が定着装置の加熱部に供給される。その結果、定着ヒータ29、30にヒータ定格の最大電力の供給が可能となり、加熱部の温度が定着画像保証温度より低下するのを防止することができる。
First, the
CPU10aは、定着ヒータ29、30に最大電力を供給した状態を継続し、画像形成動作を継続する(ステップS605)。CPU10aは、タイマカウンタがMか否かを判断する(ステップS606)。タイマカウンタがMでないと判断した場合には(ステップS606:No)、ステップS606に戻る。タイマカウンタがMであると判断した場合には(ステップS606:Yes)、処理を抜ける。
The
なお、定着装置の加熱部の温度の低下は、通紙を開始することによって定着の加圧ロータの熱が用紙に移動するために生じるものである。従ってこの加圧ローラが暖まれば、温度低下は解消される。加圧ローラが暖まるまでの時間Mは、電力使用テーブル2から取得され、タイマカウントとして設定されているので、その時間Mになるまで、定着ヒータにヒータ定格の最大電力を供給することができる。 Note that the decrease in the temperature of the heating unit of the fixing device occurs because the heat of the pressure rotor for fixing moves to the paper by starting paper passing. Therefore, when the pressure roller is warmed, the temperature drop is eliminated. The time M until the pressure roller is warmed is acquired from the power use table 2 and set as a timer count. Therefore, until the time M is reached, the heater rated maximum power can be supplied to the fixing heater.
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理1について説明する。図7は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理1の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13はキャパシタバンク9の蓄電力を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The opening / closing
CPU10aは、蓄電部の電力を使用する信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS701)。CPU10aは、ポート4から第2開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS702)、ポート6から第3開閉回路に開放信号を出力する(ステップS703)。また、第2、第3開閉回路にリレーを使用した場合には、CPU10aはタイマカウンタで時間Nをカウントする(ステップS704)。次に、CPU10aは、ポート5から第1開閉回路に開放信号を出力する(ステップS705)。
The
このように、蓄電手段から電力を供給することができるため、商用電源から供給される電力の不足を補助することができる。 In this way, since power can be supplied from the power storage means, it is possible to assist the shortage of power supplied from the commercial power source.
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理2について説明する。図8は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理2の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13は商用電源から出力された電圧を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The switching
CPU10aは、負荷電力供給信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS801)。CPU10aは、ポート5から第1開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS802)、ポート6から第3開閉回路に開放信号を出力する(ステップS803)。また、第2、第3開閉回路にリレーを使用した場合には、CPU10aはタイマカウンタで時間Nをカウントする(ステップS804)。次に、CPU10aは、ポート4から第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS805)。
The
このように、商用電源から電力が供給される場合には蓄電手段からの電力供給を遮断することができるため、蓄電手段の蓄電力を有効に活用することができる。 In this way, when power is supplied from a commercial power source, the power supply from the power storage means can be cut off, so that the power stored in the power storage means can be used effectively.
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理3について説明する。図9は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理3の手順を示すフローチャートである。この処理により、商用電源から出力された電圧を降下し、降圧電圧によって蓄電部を充電する。
The switching
CPU10aは、ポート5から第1開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS901)、ポート4から第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS902)。次に、CPU10aは、ポート6から第3開閉回路に閉鎖信号を出力する(ステップS903)。CPU10aは、充電許可信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS904)。
The
このように、負荷に電力が必要でないときに蓄電手段に充電することができるため、電力使用の平準化を行うことができる。 In this way, since the power storage means can be charged when no electric power is required for the load, the use of electric power can be leveled.
次に、昇圧充電制御回路95による充電処理について説明する。図10−1、図10−2は、画像形成装置の昇圧充電制御回路が行う充電処理手順を示すフローチャートである。この処理によってキャパシタバンク9が充電される。
Next, the charging process by the boost
昇圧充電制御回路95のCPU7aは、エンジン制御部10のCPU10aから充電許可信号が送信されているか否かを判断する(ステップS1001)。充電許可信号が送信されていないと判断した場合は(ステップS1001:No)、処理は終了する。充電許可信号が送信されていると判断した場合は(ステップS1001:Yes)、CPU7aは満時充電に達しているか否かを判断する(ステップS1002)。具体的には、充電電圧検出回路16の検出結果から充電電圧を確認し、満充電状態か否かを判断する。充電電圧が満充電に達していると判断した場合は(ステップS1002:Yes)、充電する必要はないので、CPU7aは満充電電圧信号をエンジン制御部10のCPU10aに送信し(ステップS1003)、処理は終了する。
The
充電電圧が満充電に達していないと判断した場合は(ステップS1002:No)、充電動作を行うために、CPU7aは充電動作中信号をエンジン制御部10のCPU10aに送信する(ステップS1004)。CPU7aは、充電電圧が予め設定された電圧以下か否かを判断する(ステップS1005)。充電電圧が予め設定された電圧以下であると判断した場合は(ステップS1005:Yes)、CPU7aは蓄電部、すなわちキャパシタバンク9の充電電流を検出する(ステップS1006)。CPU7aは、定電流充電するため検出した充電電流に対応したPWM信号を昇圧回路91のFET72aのゲートに出力する(ステップS1007)。ステップS1005に戻り、CPU7aは充電電圧が予め設定された電圧以下か否かを判断する。充電電圧が予め設定された電圧以下であると判断された場合は、上述した充電動作を繰り返す。
If it is determined that the charging voltage has not reached full charge (step S1002: No), in order to perform the charging operation, the
ステップS1005において、充電電圧が予め設定された電圧以下であると判断した場合、すなわち充電電圧が予め設定された電圧以下でなくなった場合は(ステップS1005:No)、CPU7aは蓄電部、すなわちキャパシタバンク9の充電電流と充電電圧の検出を行う(ステップS1008)。CPU7aは、定電力充電を行うため、検出した充電電流と充電電圧に対応したPWM信号を昇圧回路91のFET72aのゲートに出力する(ステップS1009)。次に、CPU7aは、何れかの単セル満充電信号があるか否かを判断する(ステップS1010)。何れも単セル満充電信号がないと判断した場合には(ステップS1010:No)、ステップS1008に戻る。
When it is determined in step S1005 that the charging voltage is equal to or lower than the preset voltage, that is, when the charging voltage is no longer equal to or lower than the preset voltage (step S1005: No), the
何れかの単セル満充電信号があると判断した場合には(ステップS1010:Yes)、CPU7aは定電流充電を実施する(ステップS1011)。CPU7aは、全セル満充電信号があるか否かを判断する(ステップS1012)。全セル満充電信号があると判断した場合は(ステップS1012:Yes)、CPU7aは充電動作を停止するためにPWM信号を昇圧回路91のFET72aのゲートに出力する(ステップS1013)。CPU7aは、全セル満充電信号をCPU10aに送信し(ステップS1014)、処理は終了する。全セル満充電信号がないと判断した場合は(ステップS1012:No)、ステップS1011に戻り、CPU7aは定電流充電を行う。
If it is determined that there is any single cell full charge signal (step S1010: Yes), the
このように、商用電源で充電されたキャパシタバンク9の出力または商用電源の出力から定電圧生成回路13によって定電圧が生成され、生成された定電圧を負荷に供給する構成を採るとともに、定電圧生成回路13が従来複数の回路によって実現されていた複数の機能、すなわち蓄電部から出力される電圧から定電圧を生成する機能および商用電源から出力される電圧から定電圧を生成する機能を持ったことによって、プリンタのエンジン電源部の回路構成が簡易な構成とすることができた。これにより、日本国内の一般的なオフィスの商用電源を用い、電源関連の特別な工事を施すことなく、定着装置の立上り時間を短縮することができる。また、蓄電部を設けた電源装置の回路構成を簡略化されたため、画像形成装置の製造コストを低減することができる。また、電源装置の回路構成が複雑な構成を採らないため、装置の品質の向上やメンテナンスの容易性の向上を図ることができる。
In this way, the constant
また、定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)13の出力を昇圧回路によって昇圧してキャパシタバンク9を充電し、充電された電圧を、ACの電力供給またはDC電力供給が不足時に定電圧生成回路13の入力に供給しているため、負荷には定格電圧が常時供給できる。また、第3開閉回路94を開放することにより、昇圧回路94への電源供給を遮断でき、無駄な充電動作を停止することができる。
Further, the output of the constant voltage generating circuit (DC / DC converter) 13 is boosted by a boosting circuit to charge the
図11は、キャパシタバンクを用いた場合の立上げ時及びコピー時の定着装置の温度特性を示す説明図である。本実施の形態は、上述したような構成を採ることにより、画像形成装置の起動時における定着装置が所定の温度に到達するまでの立上り時間は、キャパシタがない場合よりも短くなっている。また、画像形成処理を行うことによって温度の落ち込みが小さくなっている。このように、商用電源で充電するキャパシタバンクを用いた構成を採ることによって、日本国内の一般的なオフィスで使用されている商用電源を用いて、画像形成処理が不可能な時間を短縮することができる。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing temperature characteristics of the fixing device at the time of start-up and copying at the time of using a capacitor bank. In this embodiment, by adopting the configuration as described above, the rise time until the fixing device reaches a predetermined temperature when the image forming apparatus is activated is shorter than when there is no capacitor. Further, the temperature drop is reduced by performing the image forming process. In this way, by adopting a configuration using a capacitor bank that is charged by a commercial power source, the time during which image formation processing is impossible can be shortened using a commercial power source used in a general office in Japan. Can do.
また、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。他の実施の形態として、第2の実施の形態を説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. As another embodiment, a second embodiment will be described.
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第2の実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン電源部は、上述した第1の実施の形態と同様に、商用電源から出力された電圧または蓄電部から出力された電圧を定電圧化して負荷に供給するものである。また、商用電源から出力された電圧を昇圧し、蓄電部を充電するものである。第1の実施の形態とは、昇圧回路に高周波トランスを使用し、高周波トランスの一次側コイルをスイッチングして昇圧を行なってキャパシタバンクを充電する点、キャパシタバンクと商用電源との接続の切り替えにリレーを使用した点が異なる。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. As in the first embodiment described above, the engine power supply unit of the image forming apparatus according to the second embodiment converts the voltage output from the commercial power supply or the voltage output from the power storage unit to a constant voltage and loads To supply. In addition, the voltage output from the commercial power source is boosted to charge the power storage unit. The first embodiment uses a high-frequency transformer in the booster circuit, switches the primary side coil of the high-frequency transformer to boost the capacitor bank, and charges the capacitor bank. For switching the connection between the capacitor bank and the commercial power supply The difference is that a relay is used.
図12は、第2の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の回路構成を示す回路図である。図13は、第2の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。 FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of an engine power supply unit of the printer according to the second embodiment. FIG. 13 is a detailed circuit diagram illustrating a detailed circuit configuration of the engine power supply unit of the printer according to the second embodiment.
本実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部200は、フィルタ1と、全波整流回路2と、定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)13と、昇圧回路97と、昇圧充電制御回路95と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39と、第1切替回路96と、を備えている。第1の実施の形態とは、第1開閉回路92と、第2開閉回路93と、第3開閉回路94に代えて、第1切替回路96を備える点が異なる。
The engine
ここで、フィルタ1と、全波整流回路2と、定電圧生成回路13と、昇圧充電制御回路95と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39の構成、機能は、第1の実施の形態と同様であるので、第1の実施の形態の説明を参照し、異なる点のみを説明する。
Here, the
本実施の形態にかかる昇圧回路97は、高周波トランスを使用している。定電圧生成回路13の出力は、高周波トランス61の一次コイル61aに接続される。一次コイル61aには、直列にスイッチング手段としてFET64が接続されている。FET64で構成されるスイッチング回路は、上述した昇圧充電制御回路95から出力されるPWM信号により、スイッチング動作を行う。FET64がスイッチング(ON,OFF動作)すると、一次コイル61aにはスイッチング電流が流れ、一次側のスイッチング電流によって高周波トランス61の二次コイル61bにスイッチング電圧が誘起する。このスイッチング周波数の導通期間を変えれば、出力電圧の制御を行うことができる。
The
トランス61の二次コイル61bには、整流回路97としてダイオード62、65が接続され、スイッチング電圧はこの整流回路97で整流される。整流された電圧は、チュークコイル63及びコンデンサC1により平滑され、直流出力に変換される。この直流出力は、キャパシタバンク9に供給され、キャパシタバンク9の個々のキャパシタセルは充電される。商用電源とキャパシタバンク9との切り替えを行う第1切替回路96は、リレーを使用しており、ポート4の信号によって切り替えられる。
次に、CPU10aによる充電動作及びキャパシタバンク9の放電、負荷に電源を供給する動作説明を行う。CPU10aは、待機時または省エネモード時等の電力を必要としない時に、キャパシタバンク9に充電するために、第1切替回路96を商用電源側に切替える信号をポート4から出力し、昇圧充電制御回路95に充電許可信号を送信する。
Next, the charging operation by the
また、CPU10aは、商用電源のAC電力定格を超えるような場合、画像形成装置のDC電力が不足する場合、または画像形成装置側の急激な負荷変動によってフリッカーが発生するような場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用するために、第1切替回路96をキャパシタバンク側に切替える信号をポート4から出力し、昇圧充電制御回路95に充電停止信号を出力する。この動作によって、AC電力の使用量を増やし、DC負荷への電力供給を増加させることができる。
Further, the
また、CPU10aは、充電または放電以外の通常時はDC化した商用電源を定電圧生成回路13に供給し、その出力を負荷に供給するために第1切替回路96を商用電源側に切替える信号をポート4から出力し、昇圧充電制御回路95に充電停止信号を出力する。
Further, the
上述したように構成されているプリンタによる動作モード制御処理について説明する。図14−1〜図14−3は、画像形成装置のエンジン制御部が行う動作モード制御処理手順を示すフローチャートである。 The operation mode control process by the printer configured as described above will be described. FIGS. 14A to 14C are flowcharts illustrating the operation mode control processing procedure performed by the engine control unit of the image forming apparatus.
本実施の形態にかかる動作モード制御処理の手順は、図5−1〜図5−4に示すフローチャートの一部と同様であるので、異なる部分のみ説明する。ステップS1401以前の処理は、図5−1のステップS501〜ステップS509と同様であるので図5−1での説明を参照し、ここでの説明を省略する。 Since the procedure of the operation mode control processing according to the present embodiment is the same as part of the flowcharts shown in FIGS. 5-1 to 5-4, only different parts will be described. Since the processes before step S1401 are the same as steps S501 to S509 in FIG. 5A, the description in FIG. 5A is referred to and the description is omitted here.
図5−1のステップS509において、リロード温度であると判断した場合は(ステップS509:Yes)、待機状態となり、予め設定された通常時の電力供給が継続される(ステップS1401)。次に、CPU10aは再度待機状態か否かを判断する(ステップS1402)。待機状態であると判断した場合は(ステップS1402:Yes)、CPU10aは充電電圧が設定電圧未満か否か、すなわち満充電の状態か否かを判断する(ステップS1403)。設定電圧未満である、すなわち満充電の状態でないと判断した場合は(ステップS1403:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理3を行う(ステップS1404)。これにより、キャパシタバンク9が充電される。その後ステップS1401に戻る。設定電圧未満でない、すなわち充電電圧が満充電であると判断した場合は(ステップS1403:No)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行う(ステップS1405)。これにより、商用電源から入力された電力が定電圧生成回路13を介して負荷に供給される。ステップS1401に戻る。
In step S509 of FIG. 5-1, when it is determined that the temperature is the reload temperature (step S509: Yes), the standby state is set, and the preset normal power supply is continued (step S1401). Next, the
ステップS1402において、待機状態でないと判断した場合は(ステップS1402:No)、CPU10aはコピー動作中か否かを判断する(ステップS1406)。コピー動作中であると判断した場合は(ステップS1406:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行う(ステップS1407)。これにより、商用電源から入力された電力が定電圧生成回路13を介して負荷に供給される。負荷は、画像形成動作を行い、定着ヒータ29、30に通常の電力が供給される(ステップS1408)。
If it is determined in step S1402 that the current state is not the standby state (step S1402: No), the
次に、CPU10aはジョブが終了しているか否かを判断する(ステップS1409)。ジョブが終了していると判断した場合は(ステップS1409:Yes)、後述する省エネモードの処理を実施する。ジョブが終了していないと判断した場合は(ステップS1409:No)、CPU10aは電力使用テーブル1から使用電力が通常の電力以上となる現在の用紙サイズに対応するコピー枚数N及び蓄電力使用時間Mを取得する(ステップS1410)。
Next, the
次に、CPU10aは現在のコピー枚数がNか否かを判断する(ステップS1411)。コピー枚数Nでないと判断した場合は(ステップS1411:No)、ステップS1408に戻り、画像形成動作が継続される。現在のコピー枚数がNであると判断した場合は(ステップS1411:Yes)、加熱部の温度が定着画像保証温度よって低下するのを防止するため、CPU10aは開閉回路制御処理1を行う(ステップS1412)。これにより、商用電源からの電力供給が停止される。さらに、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力が定電圧生成回路13に供給され、余った電力を定着装置の加熱部に供給することができる。その結果、定着ヒータ29、30にヒータ定格の最大電力の供給が可能となる。
Next, the
CPU10aは、定着ヒータ29、30に最大電力を供給した状態を継続し、コピー動作を継続する(ステップS1413)。なお、定着装置の加熱部の温度の低下は、通紙を開始することによって定着の加圧ローラの熱が用紙に移動したために生じるものである。従って、加圧ローラが暖まれば温度低下は解消される。CPU10aは、加圧ローラが暖まるまでの時間である蓄電力使用時間Mをタイマでカウントとする(ステップS1414)。タイマカウントがMでないと判断した場合は(ステップS1414:No)、ステップS1413に戻り、蓄電力使用時間Mが経過するまで、定着ヒータにヒータ定格の最大電力が供給される。
The
タイマカウントがMであると判断した場合は(ステップS1414:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行う(ステップS1415)。これにより、商用電源から入力された電力が負荷に供給される。負荷は、継続して画像形成動作を行い、CPU10aは定着ヒータに通常の電力を供給する(ステップS1416)。CPU10aは、1ジョブで排出すべき枚数の用紙を排出したか否かを判断する(ステップS1417)。1ジョブで排出すべき枚数の用紙を排出しないと判断した場合は(ステップS1417:No)、ステップS1416に戻り、画像形成動作を継続する。1ジョブで排出すべき枚数の用紙を排出したと判断した場合は(ステップS1417:Yes)、CPU10aは電力使用テーブル2から電力供給が必要な後処理を取得する(ステップS1418)。
When it is determined that the timer count is M (step S1414: Yes), the
次に、CPU10aは、これから実施する後処理に電力供給が必要であるか否かを判断する(ステップS1419)。後処理に電力供給が必要であると判断した場合は(ステップS1419:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理1を行う(ステップS1420)。これにより、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力が定電圧生成回路13に供給され、DC電源の出力を増加することができる。例えば、後処理としてステープル処理の綴じ動作を行う場合などに電力供給を行う。電力を供給された後処理周辺機は、後処理動作を実施する(ステップS1421)。その後、ステップ1401に戻る。後処理に電力供給必要が必要でないと判断した場合は(ステップS1419:No)、コピー動作は終了しているので、ステップS1401に戻る。
Next, the
ステップS1406において、コピー動作中でないと判断した場合は(ステップS1406:No)、またはステップS1409においてジョブが終了したと判断した場合は(ステップS1409:Yes)、CPU10aは省エネモード中か否かを判断する(ステップS1422)。省エネモード中でないと判断した場合は(ステップS1422:No)、ステップS1401に戻る。省エネモード中であると判断した場合は(ステップS1422:Yes)、CPU10aは充電電圧が設定電圧未満か否か、すなわち満充電状態か否かを判断する(ステップS1423)。充電電圧が設定電圧未満である、すなわち満充電状態でないと判断した場合は(ステップS1423:Yes)、キャパシタバンク9に充電するため、CPU10aは開閉回路制御処理3を行い(ステップS1424)、ステップS1422に戻る。なお、本フローチャートには示さないが、この充電動作が終了すると、画像形成装置制御部も省エネモードに移行する。充電電圧が設定電圧未満でない、すなわち満充電状態であると判断した場合は(ステップS1423:No)、CPU10aは電圧出力停止信号を出力し(ステップS1425)、ステップS1422に戻る。
If it is determined in step S1406 that the copy operation is not in progress (step S1406: No), or if it is determined in step S1409 that the job has been completed (step S1409: Yes), the
次に、エンジン制御部10による開閉回路制御処理1について説明する。図15は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理1の手順を示すフローチャートである。この処理により、キャパシタバンク9から電力が供給され、定電圧生成回路13は定電圧を出力し、負荷に電力を供給する。
Next, the switching
CPU10aは、充電停止信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS1501)。CPU10aは、第1切替回路を蓄電部側に切替える(ステップS1502)。
The
次に、エンジン制御部10による開閉回路制御処理2について説明する。図16は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理2の手順を示すフローチャートである。この処理により、商用電源から負荷に電力が供給される。
Next, the switching
CPU10aは、充電停止信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS1601)。CPU10aは、第1切替回路を商用電源側に切替える(ステップS1602)。
The
次に、エンジン制御部10による開閉回路制御処理3について説明する。図17は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理3の手順を示すフローチャートである。この処理により、キャパシタバンク9に充電する。
Next, the open / close
CPU10aは、第1切替回路を商用電源側に切替え(ステップS1701)、充電許可信号を送信する(ステップS1702)。
The
このように、本実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン部は、第1の実施の形態で記載した効果に加え、昇圧回路に高周波トランスを用いているため、高周波トランスによって2次側とは絶縁され、一次側コイルのスイッチングを停止することによって定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)からの電源供給が遮断可能となるため、第1の実施の形態で備えていた第3開閉回路94(定電圧生成回路と昇圧回路とを接続する開閉回路)が不要になる。 As described above, the engine unit of the image forming apparatus according to the present embodiment uses a high-frequency transformer for the booster circuit in addition to the effects described in the first embodiment. Since the power supply from the constant voltage generation circuit (DC / DC converter) can be cut off by stopping the switching of the primary side coil, the third switching circuit 94 (provided in the first embodiment) ( An open / close circuit that connects the constant voltage generation circuit and the booster circuit becomes unnecessary.
また、リレーのコイルに通電されない状態(ノーマルクローズ)の場合は、商用電源側に接続されるリレーを使用すれば、電源OFF時にキャパシタバンクの蓄電が放電されることはない。また、リレーを使用することにより、第1の実施の形態で備えているダイオードD2が不要になる。 In the state where the coil of the relay is not energized (normally closed), if a relay connected to the commercial power supply side is used, the power stored in the capacitor bank will not be discharged when the power is turned off. Moreover, the use of the relay eliminates the need for the diode D2 provided in the first embodiment.
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第3の実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン電源部は、商用電源から出力された電圧を降圧した降圧電圧、または蓄電部から出力された電圧を定電圧化して負荷に供給するものである。また、商用電源から出力された電圧を昇圧し、蓄電部を充電するものである。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. The engine power supply unit of the image forming apparatus according to the third embodiment converts the voltage output from the commercial power supply into a step-down voltage or the voltage output from the power storage unit to a constant voltage and supplies it to the load. . In addition, the voltage output from the commercial power source is boosted to charge the power storage unit.
図18は、第3の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の回路構成を示す回路図である。図19は、第3の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。図20は、チョッパ回路の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。 FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of an engine power supply unit of a printer according to the third embodiment. FIG. 19 is a detailed circuit diagram illustrating a detailed circuit configuration of the engine power supply unit of the printer according to the third embodiment. FIG. 20 is a detailed circuit diagram showing a detailed circuit configuration of the chopper circuit.
本実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部300は、フィルタ1と、全波整流回路2と、降圧回路98と、降圧電圧検出回路105と、定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)13と、昇圧回路99と、昇圧充電制御及び降圧制御回路104と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39と、第1開閉回路101と、第2開閉回路102と、第3開閉回路103と、を備えている。第1の実施の形態とは、さらに降圧回路98と、降圧電圧検出回路105とを備え、昇圧充電制御回路95に代えて昇圧充電制御及び降圧制御回路104を備えている点が異なる。
The engine
ここで、フィルタ1と、全波整流回路2と、定電圧生成回路13と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39は、第1の実施の形態と同様であるので、異なる点のみ説明する。
Here, the
降圧回路(降圧チョッパ回路)98は、全波整流回路2の直流出力を降圧するものである。平滑コンデンサC2によってリップル成分等が除去された全波整流回路2の直流出力は、降圧チョッパ回路98のFET98aのドレイン側に接続される。降圧チョッパ回路98は、入力側に設けたFET98aと、FET98aの出力側(ソース側)に接続されたチョークコイル98cと、FET98aの出力とチョークココイル98cとの間に設けた電流帰還用ダイオード98bと、チョークコイル98cの出力側に設けた平滑コンデンサ98dとで構成され、第1開閉回路101を介して定電圧生成回路13に接続されている。
The step-down circuit (step-down chopper circuit) 98 steps down the DC output of the full-
降圧チョッパ回路98は、後述する昇圧充電制御及び降圧制御回路104のPWM発生回路7eから出力されるPWM信号によってFET98aがONにされると、チョークコイル98cに電流が流れる。降圧チョッパ回路98に入力された電力の一部が、チョークコイル98cに蓄えられる。続いてFET98aがOFFにされると、ON期間にチョークコイル98cに蓄積した電力が電流帰還用ダイオード98bを経由して放出される。この動作が繰り返されることによって降圧が行われる。降圧された電圧は、平滑用コンデンサ98dにより平滑され、第1開閉回路101を介して定電圧生成回路13の入力に接続される。
In the step-down
定電圧生成回路13の出力は、搬送モータ等のパワー系の負荷20及び後処理装置22に接続されている。また、定電圧生成回路13の出力は、第3開閉回路103を介して昇圧回路99に供給される。キャパシタバンク9は、昇圧回路99に供給(入力)され、昇圧充電制御及び降圧制御回路104によって昇圧するよう制御された電圧により、充電される。キャパシタバンク9に蓄電された電力は、第2開閉回路102(FET102)のソース側に接続され、第2開閉回路102の出力側は、定電圧生成回路13の入力に接続される。
The output of the constant
また、降圧電圧は、抵抗R4と抵抗R5によって分圧された降圧電圧検出回路19により検出され、昇圧充電制御及び降圧制御回路104にフィードバックされる。降圧平滑された降圧電圧は、昇圧充電制御及び降圧制御回路104によって監視され、PWM信号のONデューティを変えることによって制御される。
The step-down voltage is detected by the step-down
定電圧生成回路13は、DC化された商用電源を負荷に供給する定格電圧(例として24V)まで降圧するトランスを有した一般的なDC/DCコンバータである。
The constant
昇圧回路99は、定電圧生成回路13から出力された電圧を昇圧するものである。本実施の形態における昇圧回路99は、昇圧チョッパ回路99を使用したが、高周波トランスの一次側をスイッチングし、2次側に誘起する電圧を整流してDC化する回路を使用してもよい。昇圧チョッパ回路99は、第3開閉回路103から出力された電圧が供給されている。昇圧チョッパ回路99は、入力側に設けた昇圧チョークコイル71、FET72aを設けたスイチング回路72、整流ダイオード73、および出力側に設けた平滑コンデンサ74で構成され、昇圧された出力はキャパシタバンク9に供給される。
The booster circuit 99 boosts the voltage output from the constant
昇圧回路99は、昇圧充電制御及び降圧制御回路104から出力されるPWM信号によってFET72aがONにされると、昇圧チョークコイル71に電流が流れ、エネルギが蓄積される。続いてFET72aがOFFにされると、ON期間に昇圧チョークコイル71に蓄積したエネルギを入力電圧に重畳して出力する。この電流が、整流ダイオード73を通して平滑用コンデンサ74に貯えられる。この動作が繰り返されることによって昇圧が行われる。この昇圧平滑された電圧が、キャパシタバンク9に供給される。
In the step-up circuit 99, when the
充電電圧検出回路16は、キャパシタバンク9に充電された充電電圧を検出する。キャパシタバンク9の端子間電圧は、抵抗R2と抵抗R3とで分圧回路を構成した充電電圧検出回路16によって検出される。その出力は、昇圧充電制御及び降圧制御回路104のA/Dコンバータ7c及びエンジン制御部10のA/Dコンバータ10bに入力される。
The charging
次に、キャパシタバンク9の充電電流検出方法について説明する。キャパシタバンク9の充電電流の検出は、キャパシタバンク9と直列に接続された抵抗R1を流れる電流を端子間電圧として検出し、昇圧充電制御及び降圧制御回路104の充電電流検出回路7dに入力される。
Next, a method for detecting the charging current of the
均等化回路17は、キャパシタセル個々の満充電を検出し、バイパス回路17aを動作させ、各キャパシタセルの充電電圧を均等化するものである。キャパシタセル9aが昇圧充電制御及び降圧制御回路104によって充電され、満充電の2.5Vに充電されると、均等化回路17aは、充電電流をバイパスする。他のキャパシタセルに並列に接続されたバイパス回路も同様な動作を行ない、各キャパシタセルの充電電圧は2.5Vに均等化される。
The
均等化回路17は、何れかのキャパシタセルの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、昇圧充電制御及び降圧制御回路104に単セル満充電信号5を出力する。また、均等化回路17は、全てのキャパシタセルの満充電を検知し、全てのバイパス回路を動作させると、昇圧充電制御及び降圧制御回路104に全てのキャパシタセルの満充電信号6を出力する。
When the
昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、キャパシタバンク9の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク9に定電流充電または定電力充電を行うものである。昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、CPU7a、シリアルコントローラ(SIC)7b、A/Dコンバータ7c、充電電流検出回路7d、PWM信号発生回路7e、ROM、RAM、タイマ、割り込み制御回路及び入出力ポートを備えている。
The step-up charging control / step-down
昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、キャパシタバンク9に定電流充電または定電力充電を行うためのPWM信号を発生させる機能と、エンジン制御部10のCPU10aから送信される負荷に電力を供給する信号によって降圧回路98が一定の電圧を生成するPWM信号を発生する機能を有している。
The step-up charge control and step-down
昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、キャパシタバンク9の端子間電圧を充電電圧検出回路16の出力によって検出する。昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、キャパシタバンク9の端子間電圧が、予め設定された値より低い場合には、キャパシタバンクと直列に接続された抵抗R1の端子間電圧を逐次検出し、検出された端子間電圧に対応した予め設定された定電流充電にするためのPWM信号をFET72aのゲートに出力する。なお、予め設定された定電流充電にするためのPWM信号は、抵抗R1の端子間電圧と、PWM信号のONデューティと関係付けて予め作成したテーブルを使用してもよい。また、演算によって算出してもよい。また、充電電流のみを参照し、予め設定された充電電流になるようPWM信号を制御してもよい。また、キャパシタバンク9が充電されてない場合は、大きな突入電流がキャパシタバンク9に流れることを防止しするために、充電電圧を低くし、徐々に充電電圧を高くするようにPWM信号を出力してもよい。
The step-up charge control and step-down
昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、キャパシタバンク9の端子間電圧が予め設定された値以上になると、定電力充電を行うために、キャパシタバンク9の充電電流とキャパシタバンク9との端子間電圧の検出を逐次行ない、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定された定電力充電を行うためのPWM信号をFET72aのゲートに出力する。
なお、このPWM信号は、キャパシタバンク9の充電電流と、キャパシタバンク9の端子間電圧の検出を行い、検出した充電電流と充電電圧から予め設定された定電力充電を行うためのPWM信号を演算して決定する。
The step-up charge control and step-down
This PWM signal detects the charging current of the
次に、昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、何れかの単セル満充電信号5を検出すると、再び予め設定された定電流充電にするPWM信号をFET72aのゲートに出力する。次に、昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、全てのキャパシタセルの満充電信号6を検出すると、充電動作を停止する信号をFET72aのゲートに出力する。
Next, when one of the single cell full charge signals 5 is detected, the step-up charge control and step-down
本実施の形態にかかるCPU10aは、昇圧充電制御及び降圧制御回路104とシリアルコントローラ(SCI)10dを介して信号の送受信を行う。CPU10aは、放電中ではない時、待機時、または省エネモード時等に、昇圧充電制御及び降圧制御回路104に充電許可信号を送信する。また、ACの電力供給が不足する場合、またはDCの電力供給が不足する場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用する信号を昇圧充電制御及び降圧制御回路104に送信する。また、負荷に商用電源から電圧を供給する時は、負荷に電力を供給する信号を送信する。また、CPU10aは、キャパシタバンク9の端子間電圧を充電電圧検出回路16によって検出し、キャパシタバンク9の電力使用が可能か否かを判断する。
The
次に、CPU10aによる第1開閉回路101、第2開閉回路102、第3開閉回路103の動作説明を行う。第1開閉回路〜第3開閉回路はFETで構成される。勿論、リレー、IGBT等を使用した、開閉回路にしてもよい。
Next, operations of the
CPU10aは、ポート10cから送信される信号によってFETのON/OFF制御を行う。FETがONにされると、開閉回路は閉じられ、FETがOFFにされると開閉回路は開放される。CPU10aは、待機時または省エネモード時等の電力を必要としない場合に、キャパシタバンク9に充電するためにポート6から第3開閉回路103(FET103)をONにする信号を出力し、ポート5から第1開閉回路101(FET101)をONにする信号を出力し、ポート4から第2開閉回路(FET102)をOFFにする信号を出力する。
The
CPU10aは、商用電源のAC電力定格を超えるような場合、画像形成装置のDC電力が不足する場合、または画像形成装置側の急激な負荷変動によってフリッカーが発生するような場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用するために、ポート4からFET102をONにする信号を出力し、ポート5からFET101をOFFにする信号を出力し、ポート6からFET103をOFFにする信号を出力する。この動作により、AC電力の使用量を増加させ、DC負荷への電力供給を増加させることができる。
When the
また、CPU10aは、充電または放電以外の通常時は、放電を停止するために、ポート4からFET102をOFFにする信号を出力する。CPU10aは、DC化した商用電源を昇圧充電制御及び降圧制御回路104に供給するために、ポート5からFET101をONにする信号を出力し、ポート6からFET103をOFFにする信号を出力する。これにより、昇圧回路98への電源供給は遮断され、商用電源が昇圧充電制御及び降圧制御回路104に接続され、その出力が負荷に供給される。
Further, the
CPU10aは、画像形成動作が終了後、一定時間が経過すると省エネモードに入るため、DC/DCコンバータ14にポート2から一部の電源出力停止信号を出力する。省エネモード解除は、省エネ解除SW24(圧版開放SW,ADFの原稿検知SW等)がONにされることにより、DC/DCコンバータ14が通常の動作に復帰する。
Since the
上述したように構成されているプリンタによる動作モード制御処理、複数コピー制御処理、充電制御処理について説明する。動作モード制御処理、複数コピー制御処理、充電制御処理は、第1の実施の形態で説明した図5−1〜図5−4、図6、図10−1、図10−2に示すフローチャートとほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明する。 An operation mode control process, a multiple copy control process, and a charge control process by the printer configured as described above will be described. The operation mode control process, the multiple copy control process, and the charge control process are the same as the flowcharts shown in FIGS. 5-1 to 5-4, 6, 10, 10-1, and 10-2 described in the first embodiment. Since they are almost the same, only different parts will be described.
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理1について説明する。図21は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理1の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13はキャパシタバンク9の蓄電力を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The opening / closing
CPU10aは、蓄電部の電力を使用する信号を昇圧充電制御及び降圧制御回路104のCPU7aに送信する(ステップS2101)。CPU10aは、第3開閉回路に開放信号を出力し(ステップS2102)、第2開閉回路に閉鎖信号を出力する(ステップS2103)。また、第2、第3開閉回路にリレーを使用した場合には、CPU10aはタイマカウンタで時間Nをカウントする(ステップ2104)。次に、CPU10aは、第1開閉回路に開放信号を出力する(ステップS2105)。
The
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理2について説明する。図22は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理2の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13は商用電源から出力された電圧を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The switching
CPU10aは、負荷電力供給信号を昇圧充電制御及び降圧制御回路104のCPU7aに送信する(ステップS2201)。CPU10aは、第1開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS2202)、第3開閉回路に開放信号を出力する(ステップS2203)。また、第2、第3開閉回路にリレーを使用した場合には、CPU10aはタイマカウンタで時間Nをカウントする(ステップS2204)。次に、CPU10aは、第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS2205)。
The
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理3について説明する。図23は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理3の手順を示すフローチャートである。この処理により、商用電源から出力された電圧を降下し、降圧電圧によって蓄電部を充電する。
The switching
CPU10aは、第1開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS2301)、第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS2302)。次に、CPU10aは、第3開閉回路に閉鎖信号を出力する(ステップS2303)。CPU10aは、昇圧充電制御及び降圧制御回路104のCPU7aに送信する(ステップS2304)。
The
このように、本実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン部は、第1の実施の形態で記載した効果に加え、商用電源を降圧回路により降圧し、降圧した出力を定電圧生成回路に供給しているので、キャパシタバンクの充電電圧を高くする必要はない。従って、キャパシタセルの使用個数を少なくできる。 As described above, in addition to the effects described in the first embodiment, the engine unit of the image forming apparatus according to the present embodiment steps down the commercial power supply by the step-down circuit and supplies the stepped-down output to the constant voltage generation circuit. Therefore, it is not necessary to increase the charging voltage of the capacitor bank. Therefore, the number of capacitor cells used can be reduced.
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第4の実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン電源部は、上述した第3の実施の形態と同様に、商用電源から出力された電圧を降圧した降圧電圧、または蓄電部から出力された電圧を定電圧化して負荷に供給するものである。また、商用電源から出力された電圧を昇圧し、蓄電部を充電するものである。第3の実施の形態とは、昇圧回路に高周波トランスを使用し、高周波トランスの一次側コイルをスイッチングして昇圧を行なってキャパシタバンクを充電する点、キャパシタバンクと定電圧回路との開閉回路および定電圧回路と昇圧回路との開閉回路がない点が異なる。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. As in the third embodiment described above, the engine power supply unit of the image forming apparatus according to the fourth embodiment is a step-down voltage obtained by stepping down the voltage output from the commercial power supply, or the voltage output from the power storage unit. Is supplied at a constant voltage. In addition, the voltage output from the commercial power source is boosted to charge the power storage unit. The third embodiment uses a high-frequency transformer for the booster circuit, switches the primary side coil of the high-frequency transformer to perform boosting to charge the capacitor bank, and a switching circuit between the capacitor bank and the constant voltage circuit, and The difference is that there is no switching circuit between the constant voltage circuit and the booster circuit.
図24は、第4の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の回路構成を示す回路図である。図25は、第4の実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。 FIG. 24 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of an engine power supply unit of a printer according to the fourth embodiment. FIG. 25 is a detailed circuit diagram illustrating a detailed circuit configuration of the engine power supply unit of the printer according to the fourth embodiment.
本実施の形態にかかるプリンタのエンジン電源部400は、フィルタ1と、全波整流回路2と、降圧回路98と、降圧電圧検出回路105と、定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)13と、昇圧充電制御及び降圧制御回路104と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、昇圧回路107と、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39と、第1開閉回路106と、を備えている。第3の実施の形態とは、第1開閉回路101と、第2開閉回路102と、第3開閉回路103に代えて第1開閉回路106を備えている点が異なる。
The engine
ここで、フィルタ1と、全波整流回路2と、降圧回路98と、降圧電圧検出回路105と、定電圧生成回路13と、昇圧充電制御及び降圧制御回路104と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39は、第3の実施の形態と同様であるので、異なる点のみ説明する。
Here, the
昇圧回路107は、高周波トランスを使用している。定電圧生成回路13の出力は、高周波トランス61の一次コイル61aに接続され、一次コイル61aには、直列にスイッチング手段としてFET64が接続されている。FET64で構成されるスイッチング回路は、昇圧充電制御及び降圧制御回路104から出力されるPWM信号によってスイッチング動作を行う。FET94がスイッチング(ON,OFF動作)すると、一次コイル61aにはスイッチング電流が流れ、一次側のスイッチ電流によって高周波トランス61の二次コイル61bにスイッチ電圧が誘起する。スイッチング周波数の導通期間を変えれば、出力電圧の制御を行うことができる。
The
トランス61の二次コイル61bには、整流回路97としてダイオード62、65が接続され、スイッチング電圧は、整流回路97で整流される。整流された電圧は、チョークコイル63及びコンデンサC1によって平滑され、直流出力に変換される。直流出力は、キャパシタバンク9に供給され、キャパシタバンク9の個々のキャパシタセルは充電される。定電圧生成回路13とキャパシタバンク9の接続は、第1開閉回路106(リレー106)を使用しており、ポート4の信号によって接続または開放される。
次に、CPU10aによる充電動作及びキャパシタバンク9の放電、負荷に電源を供給する動作説明を行う。CPU10aは、待機時または省エネモード時等のように電力を必要としない場合にはキャパシタバンク9に充電するために、リレー106をOFFにする信号をポート4から出力し、充電制御及び降圧制御回路104に充電許可信号を送信する。
Next, the charging operation by the
また、CPU10aは、商用電源のAC電力定格を超えるような場合、画像形成装置のDC電力が不足する場合、または画像形成装置側の急激な負荷変動によってフリッカーが発生するような場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用するために、リレー106をONにする信号をポート4から出力し、昇圧充電制御及び降圧制御回路104にキャパシタバンクの蓄電力を使用する信号を出力する。
Further, the
昇圧充電制御及び降圧制御回路104は、CPU10aからキャパシタバンク9の蓄電力を使用する信号が出力されると、降圧回路98の出力電圧がキャパシタバンク9の充電電圧よりも低くなるようにしたPWM信号をFET98aのゲートに出力する。これにより、キャパシタバンク9から供給される電圧が高くなるため、キャパシタバンク9から出力される電圧が負荷に供給される。この動作により、AC電力の使用量を増加させたり、DC負荷への電力供給を増加させることができる。
The step-up charge control and step-down
また、CPU10aは、充電または放電以外の通常時は、降圧化した商用電源をDC/DCコンバータ13に供給し、その出力を負荷に供給するために、リレー106をOFFにする信号をポート4から出力し、昇圧充電制御及び降圧制御回路104に負荷に電力を供給する信号を出力する。
Further, the
上述したように構成されているプリンタによる動作モード制御処理、複数コピー制御処理、充電制御処理について説明する。動作モード制御処理、複数コピー制御処理、充電制御処理は、第1、第2の実施の形態で説明した図5−1〜図5−4、図6、図10−1、図10−2、図14−1〜図14−3に示すフローチャートとほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明する。 An operation mode control process, a multiple copy control process, and a charge control process by the printer configured as described above will be described. The operation mode control process, the multiple copy control process, and the charge control process are the same as those shown in FIGS. 5-1 to 5-4, FIG. 6, FIG. 10-1, and FIG. Since it is almost the same as the flowcharts shown in FIGS. 14A to 14C, only different parts will be described.
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理1について説明する。図26は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理1の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13はキャパシタバンク9の蓄電力を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The opening / closing
CPU10aは、蓄電部の電力を使用する信号を昇圧充電制御及び降圧制御回路104のCPU7aに送信する(ステップS2601)。CPU10aは、第1開閉回路に閉鎖信号を出力する(ステップS2602)。
The
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理2について説明する。図27は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理2の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13は商用電源から出力された電圧を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The switching
CPU10aは、負荷電力供給信号を昇圧充電制御及び降圧制御回路104のCPU7aに送信する(ステップS2701)。CPU10aは、第1開閉回路に開放信号を出力する(ステップS2702)。
The
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理3について説明する。図28は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理3の手順を示すフローチャートである。この処理により、商用電源から出力された電圧を降下し、降圧電圧によって蓄電部を充電する。
The switching
CPU10aは、第1開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS2801)、充電許可信号を昇圧充電制御及び降圧制御回路104のCPU7aに送信する(ステップS2802)。
The
このように、本実施の形態にかかる画像形成装置のエンジン部は、第1、第3の実施の形態で記載した効果に加え、昇圧回路に高周波トランスを用いているため、高周波トランスによって2次側とは絶縁され、一次側コイルのスイッチングを停止することによって定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)からの電源供給が遮断可能となるため、第3の実施の形態で備えていた第3開閉回路103(定電圧生成回路と昇圧回路とを接続する開閉回路)が不要になる。 Thus, in addition to the effects described in the first and third embodiments, the engine unit of the image forming apparatus according to the present embodiment uses a high-frequency transformer in the booster circuit. Since the power supply from the constant voltage generation circuit (DC / DC converter) can be shut off by stopping the switching of the primary coil, the third opening / closing provided in the third embodiment The circuit 103 (a switching circuit that connects the constant voltage generation circuit and the booster circuit) is not necessary.
また、リレーのコイルに通電されない状態(ノーマルオープン)の場合に開放されるリレーを使用すれば、電源OFF時にキャパシタバンクの蓄電が放電されることはない。また、リレーを使用することにより、第3の実施の形態で備えている第1開閉回路101が不要になる。
Further, if a relay that is opened when the coil of the relay is not energized (normally open) is used, the power stored in the capacitor bank is not discharged when the power is turned off. Further, the use of the relay eliminates the need for the
本発明を第1〜第4の実施の形態を用いて説明してきたが、上述した実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。なお、上述した第1〜第4の実施の形態において説明した構成や機能は、自由に組み合わせることができる。 Although the present invention has been described using the first to fourth embodiments, various modifications or improvements can be added to the above-described embodiments. In addition, the structure and function demonstrated in the 1st-4th embodiment mentioned above can be combined freely.
また、本実施の形態において上述した各回路は、組込まれたプログラムとして構成されてもよい。本実施の形態にかかるプリンタで実行される制御プログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。 Each circuit described above in the present embodiment may be configured as an embedded program. A control program executed by the printer according to the present embodiment is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.
本実施の形態にかかるプリンタで実行される制御プログラムは、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よい。 The control program executed by the printer according to the present embodiment is an installable or executable file, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), or the like. The information may be provided by being recorded on a recording medium that can be read by the user.
さらに、本実施の形態にかかるプリンタで実行される制御プログラムを、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よい。また、本実施の形態にかかるプリンタで実行される制御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よい。 Furthermore, the control program executed by the printer according to the present embodiment may be provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. The control program executed by the printer according to the present embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.
本実施の形態にかかるプリンタで実行される制御プログラムは、上述した各部(エンジン制御部など)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(プロセッサ)が上記ROMから制御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、エンジン制御部などが主記憶装置上に生成されるようになっている。 The control program executed by the printer according to the present embodiment has a module configuration including the above-described units (engine control unit and the like). As actual hardware, a CPU (processor) receives a control program from the ROM. By reading and executing, the above-described units are loaded onto the main storage device, and the engine control unit and the like are generated on the main storage device.
なお、電力使用テーブル1及び電力使用テーブル2は、ROMに予め格納されていてもよく、またHDD(Hard Disk Drive)、光ディスク、メモリカードなどの一般的に利用されているあらゆる記憶媒体により構成することができる。 The power usage table 1 and the power usage table 2 may be stored in the ROM in advance, and are configured by any commonly used storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive), an optical disk, or a memory card. be able to.
図29は、本実施の形態にかかるプリンタの概略構成の一例を示す説明図である。上述した第1〜第4の実施の形態にかかる画像形成装置の機構部の概要を示したものである。画像形成装置であるプリンタには、中央に中間転写ユニットがあり、該中間転写ユニットには、無端ベルトである中間転写ベルト110がある。中間転写ベルト110は、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層に、弾性層を設けた複層ベルトである。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの表面に、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層を形成したものである。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the printer according to the present embodiment. 2 shows an outline of a mechanism portion of the image forming apparatus according to the first to fourth embodiments described above. A printer that is an image forming apparatus has an intermediate transfer unit at the center, and the intermediate transfer unit includes an
中間転写ベルト110は、3つの支持ローラ114〜116に掛け廻されており、時計廻りに回動駆動される。第2の支持ローラ115の左に、画像転写後に中間転写ベルト110上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニングユニット117がある。
The
第1の支持ローラ114と第2の支持ローラ115との間の中間転写ベルト110には、その移動方向に沿って、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色の感光体ユニット140、チャージャユニット118、現像ユニット及びクリーニングユニットからなる作像装置120がある。作像装置120は、ICタグを備え、プリンタ本体に対して脱着可能に装着されている。作像装置120の上方には、各色感光体ユニットの各感光体ドラムに画像形成のためのレーザ光を照射する書き込みユニット121がある。
The
中間転写ベルト110の下方には、2次転写ユニット122がある。2次転写ユニット122は、2つのローラ123間に、無端ベルトである2次転写ベルト124を掛け渡して、中間転写ベルト110を押し上げて第3の支持ローラ116に押当てるように配置したものである。この2次転写ベルト124は、中間転写ベルト110上の画像を、用紙上に転写する。2次転写装置122の横には、用紙上の転写画像を定着する定着ユニット125があり、トナー像が転写された用紙がそこに送り込まれる。定着ユニット125は、無端ベルトである定着ベルト126に加熱、加圧ローラ127を押し当てたものである。2次転写ユニット122及び定着ユニット125の下方に、表面に画像を形成した直後の用紙を、裏面にも画像を記録するために表裏を反転して送り出すシート反転ユニット128がある。
Below the
操作部ユニット(図示せず)のスタートスイッチが押されると、原稿自動搬送装置(ADF)170の原稿給紙台130上に原稿があるときは、それをコンタクトガラス132上に搬送する。ADFに原稿が無いときにはコンタクトガラス132上の手置きの原稿を読むために、画像読み取りユニット171のスキャナを駆動し、第1キャリッジ133及び第2キャリッジ134を、読み取り走査駆動する。そして、第1キャリッジ133上の光源からコンタクトガラスに光を発射するとともに原稿面からの反射光を第1キャリッジ133上の第1ミラーで反射して第2キャリッジ134に向け、第2キャリッジ134上のミラーで反射して結像レンズ135を通して読取りセンサであるCCD136に結像する。読取りセンサ136で得た画像信号に基づいてK、Y、M、C各色記録データが生成される。
When a start switch of an operation unit (not shown) is pressed, if there is a document on the
また、スタートスイッチが押されたときに、中間転写ベルト110の回動駆動が開始されるとともに、作像装置120の各ユニットの作像準備が開始され、そして各色作像の作像シーケンスが開始されて、各色用の感光体ドラムに各色記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト110上に一枚の画像として、重ね転写される。このトナー画像の先端が2次転写ユニット122に進入するときに同時に先端が2次転写ユニット122に進入するようにタイミングをはかって用紙が2次転写ユニット122に送り込まれ、これにより中間転写ベルト110上のトナー像が用紙に転写する。トナー像が移った用紙は定着ユニット125に送り込まれ、そこでトナー像が用紙に定着される。
Further, when the start switch is pressed, the rotation of the
なお、上述の用紙は、給紙テーブル172の給紙ローラ142の1つを選択回転駆動し、給紙ユニット143に多段に備える給紙トレイ144の1つからシートを繰り出し、分離ローラ145で1枚だけ分離して、搬送コロユニット146に入れ、搬送ローラ147で搬送してプリンタ100内の搬送コロユニット148に導き、搬送コロユニット148のレジストローラ149に突き当てて止めてから、前述のタイミングで2次転写ユニット122に送り出されるものである。手差しトレイ151上に用紙を差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ151上に用紙を差し込んでいるときには、プリンタ100が給紙ローラ150を回転駆動して手差しトレイ151上のシートの一枚を分離して手差し給紙路153に引き込み、同じくレジストローラ149に突き当てて止める。
For the above-mentioned paper, one of the
定着ユニット125で定着処理を受けて排出される用紙は、切換爪155で排出ローラ156に案内して排紙トレイ157上にスタックする。または、切換爪155でシート反転ユニット128に案内して、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ156で排紙トレイ157上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト110上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニングユニット117で除去し、再度の画像形成に備える。
The paper discharged after receiving the fixing process by the fixing
レジストローラ149は一般的には接地されて使用されることが多いが、用紙の紙粉除去のためにバイアス電圧を印加することも可能である。例えば、導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。直径18mmで、表面を1mm厚みの導電性NBRゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で109Ωcm程度である。このようにバイアスを印加したレジストローラ149を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写ベルト110からシートへの転写では、レジストローラ149に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。中間転写ベルト110には、トナーを転写する側(表側)には−800V程度の電圧を印加し、紙裏面側には転写ローラ162によって+200V程度の電圧を印加する。
In general, the
図30は、定着装置の概略構成を示す縦断側面図である。図30に示すように、定着ユニット125は、定着部材である定着ローラ129、加圧部材である加圧ローラ127、及び加圧ローラ127を一定の加圧力で定着ローラ129に押し当てる加圧手段(図示せず)を備えている。定着ローラ129及び加圧ローラ127は、駆動機構(図示せず)により回転駆動される。
FIG. 30 is a longitudinal side view illustrating a schematic configuration of the fixing device. As shown in FIG. 30, the fixing
また、定着装置には、主ヒータ29と補助ヒータ30の2つと、定着ローラ129の表面温度検出用サーミスタ33a、34aが設けられている。これらの定着ヒータ29、30は、定着ローラ129の内部に配置されており、その定着ローラ129を内部から加熱して定着ローラ129に熱を供給する。また、サーミスタ33a、34aは、定着ローラ129の表面にそれぞれ当接され、定着ローラ129の表面温度(定着温度)を検出する。なお、サーミスタ33aは主定着ヒータ29に対応する測定領域に配置され、サーミスタ34aは補助定着ヒータ30に対応する測定領域に配置されている。
The fixing device is provided with two
主定着ヒータ29は、定着ローラ129の温度が目標温度に達していないときにONされて定着ローラ129を加熱するヒータである。補助定着ヒータ30は、画像形成装置の主電源投入の時や省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立上げ時等、すなわち定着装置のウォームアップ時に蓄電部の蓄電力を使用し定着装置の立上げを補助する補助的なヒータ(補助ヒータ)の機能も備える。従って、補助定着ヒータ30は、通常時はヒータの定格電力より、少なめに使用され定着装置の立上げ時または連続コピー時の温度落ち込み時に、定格電力まで使用する。
The
このような定着ユニット125では、トナー画像を担持したシートが定着ローラ129と加圧ローラ127とのニップ部を通過する際に定着ローラ129及び加圧ローラ127によって加熱及び加圧される。これにより、シートにはトナー画像が定着される。
In such a
図31は、後処理装置の概略構成図である。分岐部は、上分岐爪180、ステープル分岐爪182、及びプレスタック分岐爪183を用いてシフトモード1(上排紙)、シフトモード2(下排紙)、プレスタックモード、ステープルモード(下排紙)への用紙の分岐を行う。 FIG. 31 is a schematic configuration diagram of the post-processing apparatus. The branching unit uses the upper branch claw 180, the staple branch claw 182 and the prestack branch claw 183 to shift mode 1 (upper discharge), shift mode 2 (lower discharge), prestack mode, staple mode (lower discharge). Branch the paper to (paper).
複数部のステープルモードの場合、ステープル動作時の待機時間を減らすために、2部目の1枚目のプリントをプレスタックトレイ184に待機させておき、2枚目のプリントが来た場合に2枚一緒にステープルトレイ186に送る。
In the case of a multi-copy stapling mode, in order to reduce the waiting time during the stapling operation, the first print of the second copy is made to wait on the
上トレイ187及び下トレイ188は、ソートモード時のトレイのサイドシフト動作と、プリント排出枚数(部数)による上昇、下降動作を行う。ステープルを行う場合には、ステープルトレイ186に用紙を寄せコロ、ジョガーフェンスによって揃え、ステープラ185によってステープルを行う。パンチユニット181は、パンチモータによって2穴のパンチ穴あけを行う。 The upper tray 187 and the lower tray 188 perform a tray side shift operation in the sort mode, and an ascending / descending operation according to the number of printed sheets (number of copies). When stapling is performed, the paper is brought to the staple tray 186 and aligned by a roller and a jogger fence, and the stapler 185 is used for stapling. The punch unit 181 performs punching of two holes by a punch motor.
図32は、ステープラ部分の概略構成図である。ステープルトレイ186は、用紙を集積し、集積された用紙または用紙束はステープラ185によってステープル綴じ処理が行われる。 FIG. 32 is a schematic configuration diagram of a stapler portion. The staple tray 186 accumulates sheets, and the stapled sheet 185 is stapled by the stapler 185.
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第5の実施の形態にかかる電源装置は、商用電源を入力として定電圧回路で定電圧化し、定電圧化された電圧を昇圧する昇圧回路を設け、昇圧回路で蓄電部を充電し、さらに必要に応じて蓄電部から出力されて昇圧された電圧を負荷に供給するものである。なお、本実施の形態にかかる電源装置は、上述した第1の実施の形態にかかるエンジン電源部において電源部のみを1つの装置としたものである。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. The power supply device according to the fifth embodiment is provided with a booster circuit that uses a commercial power supply as an input to make a constant voltage by a constant voltage circuit, and boosts the constant voltage, charges the power storage unit by the boost circuit, and further requires Accordingly, the voltage output from the power storage unit and boosted is supplied to the load. In addition, the power supply device according to the present embodiment is a device in which only the power supply unit is included in the engine power supply unit according to the first embodiment described above.
まず、本発明にかかる電源装置を、画像形成装置としてのプリンタのエンジン部に組み込んだ構成例について、図33〜図35を用いて説明する。なお、本実施の形態にかかる電源装置は、プリンタ以外の複写機、ファクシミリ装置、及び複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を組み合わせた複合機などの画像形成装置、さらに電力を必要とする装置に搭載することができる。 First, a configuration example in which the power supply apparatus according to the present invention is incorporated in an engine unit of a printer as an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. The power supply apparatus according to the present embodiment is mounted on a copying machine other than a printer, a facsimile apparatus, an image forming apparatus such as a multifunction machine combining a copying function, a printer function, and a facsimile function, and an apparatus that requires power. can do.
図33は、第5の実施の形態にかかる電源装置の回路構成を示す回路図である。図34は、第5の実施の形態にかかる電源装置の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。なお、図33および図34に示す電源装置は、プリンタのエンジン部に搭載されたものとして示されている。 FIG. 33 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a power supply device according to the fifth embodiment. FIG. 34 is a detailed circuit diagram illustrating a detailed circuit configuration of the power supply device according to the fifth embodiment. 33 and 34 are shown as being mounted on the engine unit of the printer.
本実施の形態にかかる電源装置500は、フィルタ1と、全波整流回路2と、定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)13と、昇圧回路91と、昇圧充電制御回路95と、蓄電部9(以下、キャパシタバンク9という)と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、画像形成装置制御回路10(以下、エンジン制御部10)と、第1開閉回路92と、第2開閉回路93と、第3開閉回路94と、を備えている。また、電源装置500が搭載されているプリンタのエンジン部は、エンジン制御部10と、負荷20と、AC定着ヒータ29、30と、加熱部温度検出回路33、34と、AC定着ヒータ制御回路39と、を備えている。
The
ここで、フィルタ1と、全波整流回路2と、定電圧生成回路13と、昇圧回路91と、昇圧充電制御回路95と、キャパシタバンク9と、充電電圧検出回路16と、充電電流検出回路12と、エンジン制御部10と、第1開閉回路92と、第2開閉回路93と、第3開閉回路94の構成、機能は、第1の実施の形態とほぼ同様であるので、上述した説明を参照し、異なる部分のみを説明する。また、エンジン制御部10、負荷20、AC定着ヒータ29、30、加熱部温度検出回路33、34、AC定着ヒータ制御回路39についても、第1の実施の形態と同様であるので、異なる部分のみを説明する。
Here, the
本実施の形態において、第1開閉回路92のFET92aと、第2開閉回路93のFET93aと、第3開閉回路94のFET94aは、外部より制御されるインタフェース手段を介して、ON、OFFを制御される。本実施の形態の場合は、エンジン制御部10のCPU10aのバスに接続されたシリアルコントローラ(SCI)10dと、昇圧充電制御回路95のCPU7aのバスに接続されたシリアルコントローラ(SIC)7bとの相互通信を介して、昇圧充電制御回路95のCPU7aのバスに接続された入出ポート7fから出力される信号によりONまたはOFFに制御される。FET92a、FET93aと、FET94aをONまたはOFFに制御する場合の条件、及びタイミングは後述する。
In the present embodiment, the
次に、本実施の形態にかかる昇圧充電制御回路95の動作説明を行う。昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の充電電圧の検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク9に定電流充電または定電力充電を制御し、エンジン制御部CPU10aの指示によって開閉回路を制御するものである。
Next, the operation of the boost
昇圧充電制御回路95は、CPU7a、シリアルコントローラ(SIC)7b、A/Dコンバータ7c、充電電流検出回路7d、PWM信号発生回路7e、入出力ポート7f、ROM、RAM、タイマ、割り込み制御回路を備えている。
The step-up
また、昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク9に定電流充電または定電力充電を行うためのPWM信号を発生させる機能を有している。昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の端子間電圧を充電電圧検出回路16の出力により検出する。さらに、キャパシタバンク9の端子間電圧が予め設定された値より低い場合には、キャパシタバンク9と直列に接続された抵抗R1の端子間電圧を逐次検出し、検出された端子間電圧に対応した予め設定された定電流充電にするためのPWM信号を、FET72aのゲートに出力する。
Further, the boost
なお、予め設定された定電流充電にするためのPWM信号は、抵抗R1の端子間電圧と、PWM信号のONデューティとの関係を予め作成したテーブルを使用しても良いし、演算により算出してもよい。また、充電電流のみを参照し、予め設定された充電電流になるようにPWM信号を制御しても良い。また、キャパシタバンク9が充電されてない状態では、大きな突入電流がキャパシタバンク9に流れるのを防止しするために、充電電圧を低くし、徐々に充電電圧を高くするようにPWM信号を出力してもよい。
Note that the PWM signal for the constant current charging set in advance may use a table in which the relationship between the voltage across the resistor R1 and the ON duty of the PWM signal is created in advance, or may be calculated by calculation. May be. Alternatively, the PWM signal may be controlled by referring to only the charging current so as to obtain a preset charging current. Further, when the
キャパシタバンク9の端子間電圧が予め設定された値以上になると、昇圧充電制御回路95は定電力充電を行うために、キャパシタバンク9の充電電流と、キャパシタバンク9の端子間電圧の検出を逐次行ない、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定された定電力充電を行うためのPWM信号を、FET72aのゲートに出力する。
When the inter-terminal voltage of the
なお、昇圧充電制御回路95は、キャパシタバンク9の充電電流と、キャパシタバンク9の端子間電圧の検出を行い、検出された充電電流と充電電圧から予め設定された定電力充電を行うためPWM信号を演算して決定する。
The step-up
次に、昇圧充電制御回路95は、何れかの単セル満充電信号5を検出すると、再び予め設定された定電流充電にするPWM信号を、FET72aのゲートに出力する。次に、昇圧充電制御回路95は、全てのキャパシタセルの満充電信号6を検出すると、充電動作を停止する信号をFET72aのゲートに出力する。昇圧充電制御回路95のCPU7aは、全てのキャパシタセルの満充電信号6を検出すると、第3開閉回路を開放(FET94aをOFF)する信号を入出ポート7fから出力する。次に、昇圧充電制御回路95は、全てのキャパシタセルの満充電信号6を検出すると、充電動作を停止する信号をFET72aのゲートに、入出ポート7fから出力する。
Next, when the boost
次に、エンジン制御部10のCPU10aによる第1開閉回路92、第2開閉回路93、第3開閉回路94の開閉動作説明を行う。
Next, the opening / closing operation of the first opening /
CPU10aは、バスに接続されたシリアルコントローラ(SCI)10dを介して、昇圧充電制御回路95のCPU7aに出力される信号によって第1開閉回路92、第2開閉回路93、第3開閉回路94は開閉動作を行う。
The
CPU10aは、待機時または省エネモード時等の電力を必要としない場合に、FET94aをONにする信号をCPU7aに出力し、FET92aをONにする信号、FET93aをOFFにする信号をCPU7aに出力する。これによって、キャパシタバンク9が充電される。
The
CPU10aは、商用電源のAC電力定格を超えるような場合、画像形成装置のDC電力が不足する場合、または画像形成装置側の急激な負荷変動によってフリッカーが発生するような場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用するために、FET93aをONにする信号と、FET92aをOFFにする信号と、FET94aをOFFにする信号をCPU7aから出力する。この動作により、AC電力の使用を増やしたり、DC負荷への電力供給を増加させることができる。
When the
また、CPU10aは、充電または放電以外の通常時に放電を停止するために、FET93aをOFFにする信号をCPU7aに出力する。また、CPU10aは、DC化した商用電源を昇圧充電制御回路95に供給するために、FET92aをONにする信号、FET84aをOFFにする信号をCPU7aに出力する。これにより、昇圧回路91への電源供給は遮断され、商用電源が定電圧生成回路13に接続され、定電圧生成回路13の出力が負荷に供給される。
Further, the
次に、図35に示す均等化回路17について説明する。図35は、キャパシタセルとバイパス経路の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。図35に示す回路図では、キャパシタセル9aに並列に均等化回路17aが接続され、キャパシタセル9aが10個と、個々のキャパシタセル9aに均等化回路(バランス回路)17aが直列に接続されている。キャパシタバンク9は、電力を貯蓄するために直列に接続された電気二重層キャパシタである。
Next, the
バランス回路17aは、キャパシタセル9aの端子間に並列に接続される。バランス回路17aは、シャントレギュレータX1と、抵抗R1〜R5、トランジスタQ1、ダイオードD1により構成される。キャパシタセル9aの端子電圧の検出は、抵抗R1とR2からなる分圧回路とシャントレギュレータX1によって行われる。シャントレギュレータX1の制御端子に、抵抗R1とR2からなる分圧回路の分圧電圧が入力され、キャパシタセル9aの端子電圧が所定の電圧に充電されると、シャントレギュレータX1は、ONとなる。
The
シャントレギュレータX1がONとなると、トランジスタQ1に抵抗R3を通してベース電流が流れ、トランジスタQ1はONになる。トランジスタQ1がONになると、抵抗R5によって決まる電流で、キャパシタセル9aの充電電流が電流方向I2にバイパスされる。また、トランジスタQ1がONになると、トランジスタQ2もONになり、フォトカプラTLP1、TPL2の発光ダイオードに抵抗R7、R8を通して電流が流れる。
When the shunt regulator X1 is turned on, a base current flows through the resistor R3 to the transistor Q1, and the transistor Q1 is turned on. When the transistor Q1 is turned on, the charging current of the
Bank Full端子は、他のバランス回路17aと直列に接続されているので、全てのキャパシタセル9aが所定の電圧に充電され、全てのバランス回路17aが動作することにより、全セル満充電信号として出力される。この信号により、図33および図34に示す昇圧充電制御回路95は、充電を停止する。
Since the Bank Full terminal is connected in series with the
バランス回路17aのCell Full端子は、並列に接続されており、いずれかのバランス回路17aに接続されたキャパシタセル9aが所定の電圧に充電され、バランス回路17aが動作すると、セル満充電信号が出力される。セル満充電信号は、図33および図34に示す昇圧充電制御回路95に入力され、昇圧充電制御回路95はセル満充電信号により所定の定電流充電動作を行う。他のバランス回路17aは、上述したバランス回路17aと機能および構成は同様なので、説明は省略する。
The Cell Full terminals of the
次に、以上のように構成されている電源装置500による充電制御処理、動作モード制御処理について説明する。図36−1、図36−2は、電源装置の昇圧充電制御回路が行う充電処理手順を示すフローチャートである。この処理によってキャパシタバンク9が充電される。
Next, a charging control process and an operation mode control process performed by the
昇圧充電制御回路95のCPU7aは、エンジン制御部10のCPU10aから充電許可信号が送信されているか否かを判断する(ステップS3601)。充電許可信号が送信されていないと判断した場合は(ステップS3601:No)、処理は終了する。充電許可信号が送信されていると判断した場合は(ステップS3601:Yes)、CPU7aは充電電圧が満充電(例として80V)でないか否かを判断する(ステップS3602)。具体的には、充電電圧検出回路16の検出結果から充電電圧を確認し、満充電状態か否かを判断する。充電電圧が満充電であると判断した場合は(ステップS3602:No)、充電する必要はないので、CPU7aは満充電電圧信号をエンジン制御部10のCPU10aに送信し(ステップS3603)、処理は終了する。
The
充電電圧が満充電でないと判断した場合は(ステップS3602:Yes)、充電動作を行うために、CPU7aは充電動作中信号をエンジン制御部10のCPU10aに送信する(ステップS3604)。CPU7aは、充電電圧が予め設定された電圧(例として65V)以下か否かを判断する(ステップS3605)。充電電圧が予め設定された電圧以下であると判断した場合は(ステップS3605:Yes)、CPU7aは蓄電部、すなわちキャパシタバンク9の充電電流を検出する(ステップS3606)。CPU7aは、定電流充電するため検出した充電電流に対応したPWM信号を昇圧回路91のFET72aのゲートに出力する(ステップS3607)。ステップS3605に戻り、CPU7aは充電電圧が予め設定された電圧以下か否かを判断する。充電電圧が予め設定された電圧以下であると判断された場合は、上述した充電動作を繰り返す。
If it is determined that the charging voltage is not fully charged (step S3602: Yes), the
ステップS3605において、充電電圧が予め設定された電圧以下でないと判断した場合、すなわち充電電圧が予め設定された電圧以下でなくなった場合は(ステップS3605:No)、CPU7aは蓄電部、すなわちキャパシタバンク9の充電電流と充電電圧の検出を行う(ステップS3608)。CPU7aは、定電力充電を行うため、検出した充電電流と充電電圧に対応したPWM信号を昇圧回路91のFET72aのゲートに出力する(ステップS3609)。次に、CPU7aは、何れかの単セル満充電信号があるか否かを判断する(ステップS3610)。何れも単セル満充電信号がないと判断した場合には(ステップS3610:No)、ステップS3608に戻る。
In step S3605, when it is determined that the charging voltage is not lower than the preset voltage, that is, when the charging voltage is not lower than the preset voltage (step S3605: No), the
何れかの単セル満充電信号があると判断した場合には(ステップS3610:Yes)、CPU7aは定電流充電を実施する(ステップS3611)。CPU7aは、全セル満充電信号があるか否かを判断する(ステップS3612)。全セル満充電信号があると判断した場合は(ステップS3612:Yes)、CPU7aは充電動作を停止するためにPWM信号を昇圧回路91のFET72aのゲートに出力する(ステップS3613)。CPU7aは、全セル満充電信号をCPU10aに送信し(ステップS3614)、処理は終了する。全セル満充電信号がないと判断した場合は(ステップS3612:No)、ステップS3611に戻り、CPU7aは定電流充電を行う。
When it is determined that there is any single cell full charge signal (step S3610: Yes), the
図37−1〜図37−4は、画像形成装置のエンジン制御部が行う動作モード制御処理手順を示すフローチャートである。 FIGS. 37-1 to 37-4 are flowcharts showing the operation mode control processing procedure performed by the engine control unit of the image forming apparatus.
エンジン制御部10のCPU10aは、主電源ONまたは省エネモード解除によってDC電源が供給されると、エンジン制御部10のCPU10a、その周辺回路及びメモリ関連の初期設定を行う(ステップS3701)。CPU10aは、定着温度が設定温度以下か否かを判断する(ステップS3702)。設定温度は、主電源ONまたは省エネモード解除により、定着装置がリロード温度(例として180℃)になるまでの時間が予め設定された時間となる温度に設定されている。設定温度が高いほど、リロード時間が短くなる。
When the DC power is supplied by turning on the main power source or canceling the energy saving mode, the
定着温度が設定温度以下であると判断した場合は(ステップS3702:Yes)、CPU10aは充電電圧検出回路16の検出結果から充電電圧が30V以上か否かを判断する(ステップS3703)。充電電圧が30V以上であると判断した場合は(ステップS3703:Yes)、開閉回路制御処理1を行う(ステップS3704)。これにより、商用電源からの電力供給を停止し、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力を定電圧生成回路13に供給することができる。その結果、余った電力が定着装置の加熱部に供給され、定着ヒータに最大電力が供給される(ステップS3705)。なお、通常動作時は、100%デューティで供給することはしない。また、定着ヒータ30を補助ヒータとし、立上げ時または定着温度落込み時のみに供給するようにしてもよい。
If it is determined that the fixing temperature is equal to or lower than the set temperature (step S3702: YES), the
次に、CPU10aは、充電電圧検出回路16の検出結果から充電電圧が28V以上か否かを判断する(ステップS3706)。充電電圧が28V以上であると判断した場合は(ステップS3706:Yes)、蓄電力が使用できると判断し、加熱部温度が設定値(例として175℃)以上か否かを判断する(ステップS3707)。加熱部温度が設定値以上でないと判断した場合は(ステップS3707:No)、ステップS3705に戻り、引き続き定着ヒータ29、30にヒータ定格の最大電力を供給する。
Next, the
加熱部温度が設定値以上であると判断した場合は(ステップS3707:Yes)、ステップS3702において、定着温度が設定温度以下でないと判断した場合は(ステップS3702:No)、ステップS3703において、充電電圧が30V以上でないと判断した場合は(ステップS3703:No)、ステップS3706において、充電電圧が28V以上でないと判断した場合は(ステップS3706:No)、またはステップS3707において、加熱部温度が予め設定された温度以上であると判断した場合は(ステップS3707:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行う(ステップS3708)。これにより、商用電源から負荷に電力が供給される。
When it is determined that the heating unit temperature is equal to or higher than the set value (step S3707: Yes), when it is determined in step S3702 that the fixing temperature is not lower than the set temperature (step S3702: No), the charging voltage is determined in step S3703. If it is determined that the charging voltage is not 30 V or higher (step S3703: No), in step S3706, if it is determined that the charging voltage is not 28 V or higher (step S3706: No), or in step S3707, the heating part temperature is preset. If it is determined that the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (step S3707: YES), the
次に、CPU10aは定着装置の定着ヒータ29、30に予め設定された通常時の電力供給を行う(ステップS3709)。CPU10aは、加熱部がリロード温度(例えば180℃)か否かを判断する(ステップS3710)。リロード温度でないと判断した場合は(ステップS3710:No)、ステップS3709に戻り、定着ヒータ29、30に予め設定された通常時の電力供給が継続される。リロード温度であると判断した場合は(ステップS3710:Yes)、待機状態となり、予め設定された通常時の電力が定着ヒータに供給され、通常の温度制御が実施される(ステップS3711)。
Next, the
CPU10aは、再度待機状態か否かを判断する(ステップS3712)。待機状態であると判断した場合は(ステップS3712:Yes)、CPU10aは充電電圧が35V未満か否か、すなわち満充電の状態か否かを判断する(ステップS3713)。35V未満である、すなわち満充電の状態でないと判断した場合は(ステップS3713:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理3を行い(ステップS3714)、ステップS3711に戻る。これにより、キャパシタバンク9が充電される。35V未満でない、すなわち満充電の状態であると判断した場合は(ステップS3713:No)、CPU10aは開閉回路制御処理2を行い(ステップS3715)、ステップS3711に戻る。これにより、商用電源から負荷に電力が供給される。
The
ステップS3711において、待機状態でないと判断した場合は(ステップS3712:No)、CPU10aは動作モード、画像形成動作過程毎に蓄電力を使用する電力使用テーブル1、2を参照し、蓄電力を使用する動作モードまたは動作条件を設定する(ステップS3716)。例えば、連続コピー枚数により、加熱部の温度が低下するコピー枚数設定と、最大電力を定着ヒータに供給、すなわちキャパシタバンク9の蓄電力を使用する場合に加熱部の温度が回復する時間のタイマカウントと、電力供給が必要な後処理を電力使用テーブル1、2から取得し、設定する。
If it is determined in step S3711 that the state is not the standby state (step S3712: No), the
次に、CPU10aは、コピー動作中か否かを判断する(ステップS3717)。コピー動作中であると判断した場合は(ステップS3717:Yes)、CPU10aは電力使用テーブル1、2から取得したコピー枚数設定があるか否かを判断する(ステップS3718)。コピー枚数設定があると判断した場合には(ステップS3718:Yes)、商用電源から負荷に電力を供給するために、CPU10aは複数コピー処理を行う(ステップS3719)。詳細は後述する。
Next, the
CPU10aは、複数コピー処理終了後、またはステップS3718においてコピー枚数設定がないと判断した場合には(ステップS3718:No)、開閉回路制御処理2を行う(ステップS3720)。負荷は、継続して画像形成動作を行い、定着ヒータに通常の電力が供給される(ステップS3721)。CPU10aは、1ジョブに対応する枚数の用紙を排出したか否かを判断する(ステップS3722)。1ジョブに対応する枚数の用紙を排出していないと判断した場合には(ステップS3722:No)、ステップS3721に戻り、負荷は画像形成動作を継続する。1ジョブに対応する枚数の用紙を排出したと判断した場合には(ステップS3722:Yes)、CPU10aは後処理に電力供給が必要か否かを判断する(ステップS3723)。
The
後処理に電力供給が必要であると判断した場合には(ステップS3723:Yes)。DC電源の出力増加をするため、CPU10aは開閉回路制御処理1を行う(ステップS3724)。これにより、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力が定電圧生成回路13に供給される。電力が供給された後処理周辺機は、後処理動作を実施し(ステップS3725)、ステップS3711に戻る。後処理に電力供給が必要でないと判断した場合は(ステップS3723:No)、コピー動作は終了したので、ステップS3711に戻る。
If it is determined that power supply is required for the post-processing (step S3723: Yes). In order to increase the output of the DC power supply, the
ステップS3717において、コピー動作中でないと判断した場合は(ステップS3717:No)、CPU10aは省エネモード中か否かを判断する(ステップS3726)。省エネモード中でないと判断した場合は(ステップS3726:No)、待機モード、すなわちステップS3711に戻る。省エネモード中であると判断した場合は(ステップS3726:Yes)、CPU10aは充電電圧が35V未満か否か、すなわち満充電状態か否かを判断する(ステップS3727)。充電電圧が35V未満である、すなわち満充電状態でないと判断した場合は(ステップS3727:Yes)、キャパシタバンク9に充電するため、CPU10aは第1開閉回路に閉鎖信号を出力し(ステップS3728)、第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS3729)。さらに、CPU10aは、第3開閉回路に開放信号を出力し(ステップS3730)、充電許可信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信し(ステップS3731)、ステップS3726に戻る。なお、本フローチャートには示さないが、この充電動作が終了すると、画像形成装置制御部も省エネモードに移行する。充電電圧が35V未満でない、すなわち満充電状態であると判断した場合は(ステップS3727:No)、CPU10aは第1開閉回路に開放信号を出力し(ステップS3732)、第2開閉回路に開放信号を出力する(ステップS3733)。さらに、第3開閉回路に開放信号を出力し(ステップS3734)、ステップS3726に戻る。
If it is determined in step S3717 that the copy operation is not in progress (step S3717: No), the
プリンタのエンジン制御部10による複数コピー制御処理について説明する。図38は、プリンタのエンジン制御部が行う複数コピー制御処理手順を示すフローチャートである。
The multiple copy control process by the
まず、エンジン制御部10のCPU10aは、開閉回路制御処理2を行う(ステップS3801)。次に、負荷は画像形成動作を実施し、定着ヒータ29、30に通常の電力が供給される(ステップS3802)。CPU10aは、電力使用テーブルから取得されたコピー枚数のコピーを実施したか否かを判断する(ステップS3803)。コピー枚数Nのコピーを実施していないと判断した場合には(ステップS3803:No)、ステップS3802に戻り、負荷は画像形成動作を繰り返す。コピー枚数Nのコピーを実施したと判断した場合には(ステップS3803:Yes)、CPU10aは開閉回路制御処理1を行う(ステップS3804)。これにより、商用電源からの電力供給を停止し、キャパシタバンク9に蓄電された蓄電力が定電圧生成回路13に供給され、余った電力が定着装置の加熱部に供給される。その結果、定着ヒータ29、30にヒータ定格の最大電力の供給が可能となり、加熱部の温度が定着画像保証温度より低下するのを防止することができる。
First, the
CPU10aは、定着ヒータ29、30に最大電力を供給した状態を継続し、画像形成動作を継続する(ステップS3805)。CPU10aは、タイマカウンタがMか否かを判断する(ステップS3806)。タイマカウンタがMでないと判断した場合には(ステップS3806:No)、ステップS3805に戻る。タイマカウンタがMであると判断した場合には(ステップS3806:Yes)、処理を抜ける。
The
なお、定着装置の加熱部の温度の低下は、通紙を開始することによって定着の加圧ロータの熱が用紙に移動するために生じるものである。従って、この加圧ローラが暖まれば、温度低下は解消される。加圧ローラが暖まるまでの時間Mは、電力使用テーブル2から取得され、タイマカウントとして設定されているので、その時間Mになるまで、定着ヒータにヒータ定格の最大電力を供給することができる。 Note that the decrease in the temperature of the heating unit of the fixing device occurs because the heat of the pressure rotor for fixing moves to the paper by starting paper passing. Therefore, when this pressure roller is warmed, the temperature drop is eliminated. The time M until the pressure roller is warmed is acquired from the power use table 2 and set as a timer count. Therefore, until the time M is reached, the heater rated maximum power can be supplied to the fixing heater.
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理1について説明する。図39は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理1の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13はキャパシタバンク9の蓄電力を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The opening / closing
CPU10aは、蓄電部の電力を使用する信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS3901)。CPU10aは、昇圧充電制御回路95のCPU7aに第2開閉回路の閉鎖信号を出力し(ステップS3902)、第3開閉回路の開放信号を出力する(ステップS3903)。また、第2、第3開閉回路にリレーを使用した場合には、CPU10aはタイマカウンタで時間Nをカウントする(ステップS3904)。次に、CPU10aは、第1開閉回路の開放信号を出力する(ステップS3905)。
The
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理2について説明する。図40は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理2の手順を示すフローチャートである。この処理により、定電圧生成回路13は商用電源から出力された電圧を使用して定電圧を生成し、負荷へ電力を供給する。
The switching
CPU10aは、負荷電力供給信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS4001)。CPU10aは、昇圧充電制御回路95のCPU7aに第1開閉回路の閉鎖信号を出力し(ステップS4002)、第3開閉回路の開放信号を出力する(ステップS4003)。また、第2、第3開閉回路にリレーを使用した場合には、CPU10aはタイマカウンタで時間Nをカウントする(ステップS4004)。次に、CPU10aは、昇圧充電制御回路95のCPU7aに第2開閉回路の開放信号を出力する(ステップS4005)。
The
本実施の形態におけるエンジン制御部10による開閉回路制御処理3について説明する。図41は、画像形成装置のエンジン制御部が行う開閉回路制御処理3の手順を示すフローチャートである。この処理により、商用電源から出力された電圧を昇圧し、昇圧電圧によって蓄電部を充電する。
The switching
CPU10aは、昇圧充電制御回路95のCPU7aに第1開閉回路の閉鎖信号を出力し(ステップS4101)、第3開閉回路の閉鎖信号を出力する(ステップS4102)。次に、CPU10aは、第2開閉回路の開放信号を出力する(ステップS4103)。CPU10aは、充電許可信号を昇圧充電制御回路95のCPU7aに送信する(ステップS4104)。
The
このように、図33、図34に示す電源装置500は、負荷20に定電圧を供給するDC/DCコンバータ13の出力を昇圧回路91によって昇圧してキャパシタバンク9を充電し、充電された電圧を、ACの電力の供給が不足した場合またはDC電力の供給が不足した場合に、DC/DCコンバータ13の入力に供給している。従って、負荷20には定格電圧が常時供給することができる。また、キャパシタバンク9が満充電の状態の時には、第3開閉回路94を開放することにより、昇圧回路91への電源供給を遮断できる。
As described above, the
また、本実施の形態にかかる電源装置500は、上述した構成を採ることにより、第1〜第3開閉回路を外部から制御することができる。また、蓄電器の蓄電力の使用が容易となり、AC電力使用の平準化を図ることが可能となる。
Moreover, the
次に、他の電源装置の例について説明する。本実施の形態にかかる電源装置600は、昇圧回路に高周波トランスを使用し、高周波トランスの一次側コイルをスイッチングして昇圧を行ない、キャパシタバンクを充電し、この充電されたキャパシタバンクと商用電源との接続の切り替えにリレーを使用したものである。
Next, another example of the power supply device will be described. The
本実施の形態にかかる電源装置を、図42、図43を用いて説明する。図42は、本実施の形態にかかる電源装置の回路構成を示す回路図である。図43は、本実施の形態にかかる電源装置の詳細な回路構成を示す詳細回路図である。なお、図42および図43に示す電源装置600は、プリンタのエンジン部に搭載されたものとして示されている。また、本実施の形態にかかる電源装置600は、上述した第5の実施の形態にかかる電源装置500と、機能、構成がほぼ同一であるため、異なる点のみ説明する。
The power supply apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 42 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the power supply device according to the present embodiment. FIG. 43 is a detailed circuit diagram showing a detailed circuit configuration of the power supply device according to the present embodiment. It should be noted that the
本実施の形態にかかる電源装置600では、昇圧回路97として高周波トランスを使用している。定電圧生成回路13の出力は、高周波トランス61の一次コイル61aに接続され、一次コイル61aには、直列にスイッチング手段としてFET64が接続されている。FET64で構成されるスイッチング回路は、昇圧充電制御回路95から出力されるPWM信号により、スイッチング動作を行う。FET94がスイッチング(ON、OFF動作)すると、一次コイル61aにはスイッチング電流が流れる。一次側のスイッチング電流により、トランス61の二次コイル61bにスイッチ電圧が誘起する。スイッチング周波数の導通期間を変えれば、出力電圧の制御を行うことができる。
In the
トランス61の二次コイル61bには、整流回路97としてダイオード62、65が接続されている。スイッチング電圧は、整流回路97で整流され、チョークコイル63及びコンデンサC1により平滑され、直流出力に変換される。変換された直流出力は、キャパシタバンク9に供給され、キャパシタバンク9の個々のキャパシタセルは充電される。
商用電源とキャパシタバンク9の切り替えは、リレーを使用し、昇圧充電制御回路95の入出ポート7fよりリレー96ドライブ回路27に出力されるON、OFF信号により切り替えられる。
Switching between the commercial power source and the
次に、CPU10aによる充電動作及びキャパシタバンク9の放電、負荷に電源を供給する動作説明を行う。CPU10aは、待機時または省エネモード時等の電力を必要としない時に、キャパシタバンク9を充電するために、リレー96aをOFFする信号と、充電許可信号をCPU10aのバスに接続されたシリアルコントローラ(SCI)10dを介して、昇圧充電制御回路95に送信する。
Next, the charging operation by the
また、CPU10aは、商用電源のAC電力定格を超えるような場合、画像形成装置のDC電力が不足する場合、または画像形成装置側の急激な負荷変動によってフリッカが発生するような場合は、キャパシタバンク9の蓄電力を使用するために、リレー96aをONする信号と、充電停止信号をCPU10aのバスに接続されたシリアルコントローラ(SCI)10dを介して、昇圧充電制御回路95に送信する。この動作により、AC電力の使用を増やしたり、DC負荷への電力供給を増加させることができる。
Further, the
また、CPU10aは充電または放電以外の通常時は、DC化した商用電源をDC/DCコンバータ13に供給し、その出力を負荷に供給するために、リレー96aをOFFする信号と、充電停止信号を昇圧充電制御回路95に送信する。
Further, the
このように、図42、図43に示す電源装置600は、高周波トランスにより、2次側とは絶縁されているので、一次側コイルのスイッチングを停止することにより、DC/DCコンバータ13からの電源供給が遮断可能となり、第5の実施の形態において構成されている第3開閉回路94は不要になる。また、リレーのコイルに通電されない状態(ノーマルクローズ)の場合は、商用電源側に接続されるリレーを使用すれば、電源OFF時にキャパシタバンク9の蓄電が放電されることがない。また、リレーを使用することにより、第5の実施の形態において構成されているダイオードD2も不要になる。よって、本実施の形態にかかる電源装置600は、上述した第5の実施の形態のかかる電源装置500において奏する効果に加え、回路構成をさらに簡易にすることができる。
Thus, since the
1 フィルタ
2 全波整流回路
7 降圧出力制御及び充電制御回路
9 蓄電部(キャパシタバンク)
10 画像形成装置制御回路(エンジン制御部)
12 充電電流検出回路
13 定電圧生成回路(DC/DCコンバータ)
16 充電電圧検出回路
19 降圧電圧検出回路
20 負荷
29、30 AC定着ヒータ
33、34 加熱部温度検出回路
39 AC定着ヒータ制御回路
40 66 76 第1開閉回路
41 43 67 77 第2開閉回路
42 78 第3開閉回路
44 ダイオード
50 降圧回路
55 第1切替回路
56 第2切替回路
60 充電回路
70 電圧検出回路
91 97 99 107 昇圧回路
92 101 106 第1開閉回路
93 102 第2開閉回路
94 103 第3開閉回路
95 昇圧充電制御回路
96 切替回路
98 降圧回路
104 昇圧充電制御及び降圧制御回路
105 降圧電圧検出回路
100 200 300 400 プリンタのエンジン電源部
500 600 電源装置
DESCRIPTION OF
10 Image forming apparatus control circuit (engine control unit)
12 Charging
16 charging
Claims (34)
商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、
前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧する昇圧手段と、
前記昇圧手段から出力される昇圧電圧を制御し、出力された昇圧電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電制御手段と、
前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を、画像形成動作を行う負荷に供給する供電制御手段と、を備え、
前記定電圧生成手段は、さらに昇圧されて蓄電された前記蓄電手段の出力に基づいて定電圧を生成すること、
を特徴とする画像形成装置。 Charge / discharge power storage means;
Constant voltage generating means for generating a constant voltage based on the output of the commercial power supply;
Boosting means for boosting the constant voltage generated by the constant voltage generating means;
Boosting / charging control means for controlling the boosted voltage output from the boosting means and charging the power storage means based on the outputted boosted voltage;
Power supply control means for supplying the constant voltage generated by the constant voltage generation means to a load for performing an image forming operation,
The constant voltage generating means generates a constant voltage based on the output of the power storage means that has been further boosted and stored;
An image forming apparatus.
前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記蓄電手段を充電するように制御すること、を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Charging voltage detecting means for detecting a charging voltage of the power storage means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the boosting / charging control unit further controls charging of the power storage unit based on a voltage detected by the charging voltage detection unit.
前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記充電電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。 Charging current detection means for detecting current output from the power storage means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the boosting / charging control unit further charges the power storage unit based on a current detected by the charging current detection unit.
前記供電制御手段は、前記電力使用記憶手段に記憶された前記画像形成動作における前記電力使用量テーブルの結果に基づいて、前記蓄電手段からの出力を前記負荷に供給するように制御すること、を特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像形成装置。 A power usage storage unit that stores a power usage amount table in a predetermined image forming operation;
The power supply control means controls to supply an output from the power storage means to the load based on a result of the power usage amount table in the image forming operation stored in the power usage storage means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記供電制御手段は、さらに前記負荷によって行われる画像形成動作が前記電力使用記憶手段に記憶された前記電力使用条件に合致する場合に、前記電力使用記憶手段に記憶された前記電力使用条件に対応する前記供給電力量を前記蓄電手段から供給するように制御すること、を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の画像形成装置。 The power usage storage means further stores a power usage condition indicating an image forming operation that requires predetermined power and a supply power amount indicating a power amount supplied from the power storage means in association with each other,
The power supply control means further corresponds to the power usage conditions stored in the power usage storage means when an image forming operation performed by the load matches the power usage conditions stored in the power usage storage means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the power supply amount to be controlled is controlled to be supplied from the power storage unit.
前記定電圧生成手段から出力された電圧を前記昇圧手段に入力可能とし、前記定電圧生成手段と前記昇圧手段との接続を開閉する第3開閉手段と、をさらに備え、
前記供電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記第3開閉手段の開閉を制御すること、を特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像形成装置。 Charging voltage detecting means for detecting a charging voltage of the power storage means;
A third opening / closing means for allowing the voltage output from the constant voltage generating means to be input to the boosting means, and for opening / closing a connection between the constant voltage generating means and the boosting means;
The image according to any one of claims 1 to 5, wherein the power supply control unit further controls opening and closing of the third opening and closing unit based on a voltage detected by the charging voltage detection unit. Forming equipment.
前記供電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記第2開閉手段の開閉を制御すること、を特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 A second opening / closing means for allowing the voltage output from the power storage means to be input to the constant voltage generating means, and for opening / closing a connection between the power storage means and the constant voltage generating means;
The image forming apparatus according to claim 6, wherein the power supply control unit further controls opening / closing of the second opening / closing unit based on a voltage detected by the charging voltage detection unit.
前記供電制御手段は、さらに前記画像形成動作以外を行う場合は、前記第3開閉手段を閉鎖し、前記第2開閉手段を開放し、前記第1開閉手段を閉鎖するよう制御すること、を特徴とする請求項6または請求項7に記載の画像形成装置。 A first opening / closing means for allowing a voltage output from the commercial power supply to be input to the constant voltage generating means, and for opening / closing a connection between the commercial power supply and the constant voltage generating means;
The power supply control means controls to close the third opening / closing means, open the second opening / closing means, and close the first opening / closing means when performing other than the image forming operation. The image forming apparatus according to claim 6 or 7.
前記供電制御手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記切替手段を制御すること、を特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の画像形
成装置。 A switching circuit that switches the voltage supplied to the load so that the voltage can be supplied from either the voltage output from the commercial power supply or the power storage unit;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the power supply control unit further controls the switching unit based on a voltage detected by the charging voltage detection unit.
前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記降圧手段によって出力される降圧電圧を制御すること、を特徴とする請求項1〜15のいずれか一つに記載の画像形成装置。 Further comprising step-down means for stepping down the voltage output from the commercial power supply,
16. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the step-up / charge control unit further controls a step-down voltage output by the step-down unit.
前記昇圧・充電制御手段は、さらに前記降圧電圧検出手段によって検出された前記電圧に基づいて前記降圧手段を制御すること、を特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。 A step-down voltage detecting means for detecting a voltage stepped down by the step-down means;
17. The image forming apparatus according to claim 16, wherein the step-up / charge control unit further controls the step-down unit based on the voltage detected by the step-down voltage detection unit.
前記昇圧手段から出力される昇圧電圧を制御し、出力された昇圧電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電制御ステップと、
前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を、画像形成動作を行う負荷に供給する供電制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 A power storage means capable of charging and discharging; a constant voltage generating means for generating a constant voltage based on an output of a commercial power supply; and a boosting means for boosting the constant voltage generated by the constant voltage generating means. In the control method of the image forming apparatus, the generating unit generates a constant voltage based on the output of the power storage unit that is further boosted and stored.
A step-up / charging control step for controlling the boosted voltage output from the boosting unit and charging the power storage unit based on the output boosted voltage;
A power supply control step of supplying a constant voltage generated by the constant voltage generating means to a load for performing an image forming operation;
A control method characterized by comprising:
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の出力または商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、
前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧し、かつ、昇圧された前記定電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電手段と、
前記商用電源から出力された電圧を前記定電圧生成手段に入力可能とし、前記商用電源と前記定電圧生成手段との接続を開閉する第1開閉手段と、
前記蓄電手段から出力された電圧を前記定電圧生成手段に入力可能とし、前記蓄電手段と前記定電圧生成手段との接続を開閉する第2開閉手段と、
前記定電圧生成手段から出力された電圧を前記昇圧・充電手段に入力可能とし、前記定電圧生成手段と前記昇圧・充電手段との接続を開閉する第3開閉手段と、
前記第1開閉手段、前記第2開閉手段、および前記第3開閉手段のうちの少なくとも一つの開放または閉鎖を制御する制御信号を外部から受信する制御信号受信手段と、
前記制御信号受信手段によって受信された前記制御信号に基づいて、前記蓄電手段の出力または商用電源の出力から前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を前記負荷に供給するように制御する昇圧・充電制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。 In a power supply that supplies power to an external load,
Charge / discharge power storage means;
Constant voltage generation means for generating a constant voltage based on the output of the power storage means or the output of a commercial power supply;
Boosting / charging means for boosting the constant voltage generated by the constant voltage generating means and charging the power storage means based on the boosted constant voltage;
A first opening / closing means for allowing a voltage output from the commercial power supply to be input to the constant voltage generating means, and for opening / closing a connection between the commercial power supply and the constant voltage generating means;
A second opening / closing means for allowing the voltage output from the power storage means to be input to the constant voltage generating means, and opening / closing a connection between the power storage means and the constant voltage generating means;
A third opening / closing means for allowing the voltage output from the constant voltage generating means to be input to the boosting / charging means and opening / closing a connection between the constant voltage generating means and the boosting / charging means;
Control signal receiving means for receiving a control signal for controlling opening or closing of at least one of the first opening and closing means, the second opening and closing means, and the third opening and closing means;
Based on the control signal received by the control signal receiving means, the boosting and controlling to supply the constant voltage generated by the constant voltage generating means from the output of the power storage means or the output of the commercial power supply to the load Charging control means;
A power supply apparatus comprising:
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の出力または商用電源の出力に基づいて定電圧を生成する定電圧生成手段と、
前記定電圧生成手段によって生成された定電圧を昇圧し、かつ、昇圧された前記定電圧に基づいて前記蓄電手段を充電する昇圧・充電手段と、
前記定電圧生成手段に供給する電圧を前記商用電源から出力された電圧または前記蓄電手段のいずれか一方から供給可能となるよう切替える切替手段と、
前記切替手段を制御する制御信号を外部から受信する制御信号受信手段と、
前記制御信号受信手段によって受信された前記制御信号に基づいて、前記切替手段を制御することにより、前記定電圧生成手段に電圧を供給するように制御する昇圧・充電制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。 In a power supply that supplies power to an external load,
Charge / discharge power storage means;
Constant voltage generation means for generating a constant voltage based on the output of the power storage means or the output of a commercial power supply;
Boosting / charging means for boosting the constant voltage generated by the constant voltage generating means and charging the power storage means based on the boosted constant voltage;
Switching means for switching the voltage to be supplied to the constant voltage generating means so that the voltage can be supplied from either the voltage output from the commercial power supply or the power storage means;
Control signal receiving means for receiving a control signal for controlling the switching means from the outside;
Boosting / charging control means for controlling the switching means based on the control signal received by the control signal receiving means so as to supply a voltage to the constant voltage generating means;
A power supply apparatus comprising:
前記昇圧・充電手段は、さらに前記充電電圧検出手段によって検出された電圧に基づいて前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする請求項21または請求項22に記載の電源装置。 Charging voltage detecting means for detecting a charging voltage of the power storage means,
23. The power supply device according to claim 21 or 22, wherein the boosting / charging unit further charges the power storage unit based on a voltage detected by the charging voltage detection unit.
前記昇圧・充電手段は、さらに前記充電電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記蓄電手段を充電すること、を特徴とする請求項21〜23のいずれか一つに記載の電源装置。 Charging current detecting means for detecting a charging current of the power storage means,
The power supply apparatus according to any one of claims 21 to 23, wherein the boosting / charging unit further charges the power storage unit based on a current detected by the charging current detection unit.
前記二重層コンデンサ個々の満充電を検出する単セル満充電検出回路と、
全ての電気二重層コンデンサの満充電を検出する全セル満充電検出回路と、をさらに備え、
前記単セル満充電検出回路出力または全セル満充電検出回路出力に基づいて充電動作を行うこと、を特徴とする請求項21〜25のいずれか一つに記載の電源装置。 The power storage means is an electric double layer capacitor connected in series,
Single cell full charge detection circuit for detecting full charge of each of the double layer capacitors;
An all-cell full-charge detection circuit for detecting full charge of all electric double layer capacitors; and
The power supply device according to any one of claims 21 to 25, wherein a charging operation is performed based on the output of the single cell full charge detection circuit or the output of the full cell full charge detection circuit.
前記制御信号生成手段によって生成された前記制御信号を前記電源装置に送信する制御信号送信手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項27に記載の画像形成装置。 Control signal generating means for generating a control signal for controlling at least one of the opening / closing means and the switching means provided in the power supply device;
28. The image forming apparatus according to claim 27, further comprising: a control signal transmission unit that transmits the control signal generated by the control signal generation unit to the power supply device.
前記制御信号生成手段は、さらに前記受信手段によって受信された前記充電電圧に基づいて、商用電源から出力された電圧が前記定電圧生成手段に供給されるように制御信号を生成すること、を特徴とする請求項28に記載の画像形成装置。 Receiving means for receiving a charging voltage detected by the charging voltage detecting means included in the power supply device;
The control signal generating means further generates a control signal based on the charging voltage received by the receiving means so that a voltage output from a commercial power supply is supplied to the constant voltage generating means. The image forming apparatus according to claim 28.
前記制御信号生成手段は、さらに前記受信手段によって受信された前記充電電圧に基づいて、前記蓄電手段から出力された電圧が前記定電圧生成手段に供給されるように制御する制御信号を生成すること、を特徴とする請求項28に記載の画像形成装置。 Receiving means for receiving a charging voltage detected by the charging voltage detecting means included in the power supply device;
The control signal generating means further generates a control signal for controlling the voltage output from the power storage means to be supplied to the constant voltage generating means based on the charging voltage received by the receiving means. The image forming apparatus according to claim 28, wherein:
前記制御信号生成手段は、さらに前記受信手段によって受信された前記充電電圧に基づいて、前記定電圧生成手段から出力された電圧が前記昇圧・充電手段に供給されるよう制御する制御信号を生成すること、を特徴とする請求項28に記載の画像形成装置。 Receiving means for receiving a charging voltage detected by the charging voltage detecting means included in the power supply device;
The control signal generating unit further generates a control signal for controlling the voltage output from the constant voltage generating unit to be supplied to the boosting / charging unit based on the charging voltage received by the receiving unit. The image forming apparatus according to claim 28, wherein:
前記定着手段の加熱部の温度を検出する温度検出手段と、
前記制御信号生成手段は、さらに前記温度検出手段によって検出された前記温度に基づいて、前記制御信号を生成すること、を特徴とする請求項28に記載の画像形成装置。 Fixing means for fixing the toner image by pressurizing and heating the medium on which the toner image is formed;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating portion of the fixing means;
30. The image forming apparatus according to claim 28, wherein the control signal generation unit further generates the control signal based on the temperature detected by the temperature detection unit.
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