JP2011043592A - 電子装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】省電力モードにおいて消費される電力を有効利用する。
【解決手段】電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給する。
【選択図】 図1
【解決手段】電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電子装置および画像形成装置に関する。
従来の電子装置および画像形成装置の電源回路は、印字データの入力による割込みまたは操作キーの入力による割込みが一定時間以上発生しない場合等の装置状態で消費電力を抑制する省電力モードにおいて、スイッチング電源のスイッチング動作を停止させてバッテリ電源の電圧を出力するようにしているものがある(例えば、特許文献1参照)。
このような電源回路では、待機モードが解除され、スイッチング動作を再開して負荷電圧を出力するとき、その負荷電圧が変動することがあるため、その負荷電圧の変動を抑制するためのブリーダ抵抗を出力端子間に備え、省電力モードであっても所定の電力を出力するようにしている。
このブリーダ抵抗では、不要な電力消費が行われ、不要な発熱が発生するため、負荷回路へ出力する電圧の状態に応じてブリーダ抵抗の接続および切り離しの制御を行うようにしているものもある。
しかしながら、上述した従来の技術においては、ブリーダ抵抗で不要な電力消費が行われ、不要な熱が発生するため、負荷回路へ出力する電圧の状態に応じてブリーダ抵抗の接続および切り離しの制御を行ってブリーダ抵抗での消費電力を削減するようにしても、省電力モードでは所定の電力消費が必要であるため、依然としてブリーダ抵抗で不要な電力消費が行われるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、省電力モードにおいて消費される電力を有効利用することを目的とする。
そのため、本発明は、操作部または上位装置からの動作指示を待機する時間が所定の時間を超えたとき、省電力モードに移行して電源部が出力する電力を所定の電力に抑制する電子装置において、前記電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給することを特徴とする。
このようにした本発明は、省電力モードにおいて消費される電力を有効利用することができるという効果が得られる。
以下、図面を参照して本発明による電子装置および画像形成装置の実施例を説明する。
図3は第1の実施例における電子装置の機構部の構成を示すブロック図である。
図3において、100は電源を備えたコンピュータ等の電子装置であり、本実施例では、電子装置100を電子写真方式プリンタ等の画像形成装置として説明する。
電源部1には、交流電源としてのAC入力からの電力を接続/切断するACスイッチ113および後述する定着ユニット14等の駆動電圧を供給するためのスイッチング素子としてのゲート素子サイリスタ112(以下、「サイリスタ」という。)が実装されている。また、電源部1は、高電圧の電力を供給する高圧電源部13および後述する制御部12に接続されている。
低電圧の電力を供給する充放電制御部2は、電源部1に隣接して配置され、図示しないケーブルで接続された電源部1から電力が供給されている。
二次電池4は、例えば電圧5V、電流0.1mAの電力を約1時間供給できる容量を有するリチウムイオン電池であり、充放電制御部2と図示しないケーブルで接続され、充放電制御部2の制御により電源部1から低電圧の電力が供給されて充電され、また充放電制御部2の制御により充電された電力を放電して後述する表示操作部5へ電力を供給する。
電子写真プロセス部6は、現像剤であるトナーを収容するためのトナーカートリッジ61および現像剤を像担持体であるイメージドラムに付着させることで現像剤像を形成する現像装置であるイメージドラムユニット62から構成されている。このイメージドラムユニット62は、メインモータ9によって駆動される。
LEDヘッド7は、電子装置の画像形成用光源であり、イメージドラムを露光して潜像を形成する露光手段である。
転写ローラ63は、イメージドラムに対向配置され、イメージドラムに形成された現像剤像を後述する用紙送り機構部8で搬送される用紙に転写する。
定着ユニット14は、ヒートローラ141および発熱体であるハロゲンランプ142で構成され、転写ローラ63で現像剤像が転写された用紙に熱と圧力で現像剤を定着させるものである。
用紙送り機構部8は、用紙カセット89に収容された用紙を給紙するためのホッピングローラ81、給紙された用紙を搬送するためのレジストローラ83、そのレジストローラ83に対向配置されたプレッシャローラ84、レジストローラ83を回転させるレジストモータ82、給紙された用紙を検知するための用紙センサ85、用紙の幅を検知するための紙幅検出センサ86、ヒートローラ141に用紙を押圧するためのバックアップローラ87、現像剤が定着された用紙を検知するための排出センサレバー88、およびその用紙を排紙部へ送り出す排出ローラアッセンブリ810で構成され、用紙カセット89に収容された用紙を搬送する用紙ルート10を形成している。
表示操作部5は、制御部12と図示しないケーブルで接続され、操作者の操作を受付ける操作ボタン等の入力手段および制御部12の指示により装置の状態等を表示する液晶ディスプレイ等の表示手段を備えている。
このように電子装置100は、電源部1、充放電制御部2、電子写真プロセス部6、LEDヘッド7、用紙送り機構部8、定着ユニット14、表示操作部5、制御部12等で構成され、用紙カセット89から給紙された用紙に画像を形成する印刷動作を行う。
図1は第1の実施例における電子装置の制御系の構成を示すブロック図である。
図1において、電源部1は、スイッチング素子としてのサイリスタ112により制御部12および高圧電源部13に駆動用の電圧を供給する。また、現像剤としてのトナーを熱定着する定着ユニット14のハロゲンランブ142に対しては、制御部12のメモリに予め記憶された制御プログラムに従って、電源部1から駆動電圧が所定の電圧で供給される。
高圧電源部13は、電子写真プロセス部6へ転写用高電圧を供給するものであり、制御部12のメモリに予め記憶された制御プログラムに従って高圧電源部13の回路部から電子写真プロセス部6の現像転写用のイメージドラムユニット62へ高電圧が供給される。
充放電制御部2は、電源部1に接続され、その電源部1から表示操作部5の駆動用電圧が供給され、また二次電池4に接続され、その二次電池4へ充電用の電圧を供給するように構成されている。この充放電制御部2には、電源部1から供給される電圧および二次電池4から出力される電圧の変化を検出する電圧変化検出部21を備えている。なお、本実施例では、電圧変化検出部21の機能は制御部12で実現するものとし、その電圧変化検出部21(制御部12)および充放電制御部2の構成は後述する。
露光用のLEDヘッド7には電源部1から印刷画像に対応した駆動用電圧が供給されていて、制御部12とは図示しないケーブルで接続されている。
用紙送り機構部8の用紙先端繰り出し用のレジストモータ82には、制御部12のメモリに予め記憶された用紙搬送用の制御プログラムに従って駆動電圧が電源部1から供給される。
イメージドラム回転用のメインモータ9には、制御部12のメモリに予め記憶された制御プログラムに従って駆動電圧が電源部1から供給される。
表示操作部5は、電子装置の初期設定値等を変更するためのスイッチ等の操作部51および電子装置の状態表示を行うためのLCD(Liquid Crystal Display)から構成されており、図示しないケーブルで制御部12と接続されている。
制御部12は、マイクロプロセッサ等のCPU(Central Processingu Unit)121、アナログ信号をデジタル信号へ変換するADコンバータ122、計時手段としてのタイマ123、および記憶手段としてのRAM(Random Access Memory)等のメモリ124等で構成され、メモリ124に記憶された制御プログラム(ソフトウェア)にしたがって電子装置100全体の動作を制御する。また、制御部12は、セントロニクスインターフェース、USBインターフェース、LANインターフェース等の通信回線で上位装置と通信可能に接続され、その上位装置との間の通信制御を行う通信手段を備えている。
図4は第1の実施例における充放電制御部の構成を示すブロック図である。
図4において、充放電制御部2は、制御部12の出力端子P1から出力される制御信号ENに従って充電用の電圧を二次電池4に印加する充電制御IC201、制御部12の出力端子P2から出力される制御信号に従って二次電池4からの出力を切替えるためのスイッチ用トランジスタTR201、そのトランジスタTR201に接続されたバイアス用抵抗R201および抵抗R202、電源部1からのDC電圧出力202の逆流防止用ダイオードD201および二次電池4からの電圧出力の逆流防止用ダイオードD202、電源部1から供給される電流を整流するためのコンデンサC201から構成されている。
また、電源部1の出力電圧信号が入力される入力端子AD2および二次電池4の電圧信号が入力される入力端子AD1を監視し、状況に応じた制御を行うための電圧変化検出部としての制御部12は、電圧変化検出手段および制御手段としてのCPU121、記憶手段としてのメモリ124、および入力端子AD1、AD2に入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するADコンバータ122を内蔵している。
制御部12のCPU121は、入力端子AD2に入力された電源部1の出力電圧信号の電圧変化をADコンバータ122でデジタル信号に変換して検出し(電圧検出手段)、検出した電圧変化の値に基づいて、二次電池4の充電または放電を切替える制御信号を出力端子P2から充放電制御部2のスイッチ用トランジスタTR201へ出力する(制御手段)。
また、制御部12は、図1における操作部51または上位装置に接続された通信回線から入力端子P3に入力される入力信号がタイマ123により所定時間内に発生しないこと、すなわち所定の時間を超えて操作者の操作または上位装置からの動作指示がないことを検知すると、装置内に流れる電流を抑制する省電力モードへ移行し、二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えて充電が完了していることを検知すると二次電池4へ放電を指示する制御信号を出力端子P2から出力し、二次電池4から電流を放電して表示操作部5を駆動する電力をDC電圧出力201から供給する構成になっている。
なお、省電力モードへ移行すると図2における破線の矢印で示される電源部1から高圧電源部13および定着ユニット14への電力の供給を停止し、充放電制御部2への電力供給のみが行われる。
次に、図5の第1の実施例における表示操作部と電圧出力との接続を示す説明図に基づいて表示操作部を説明する。
図5において、表示操作部の表示手段としてのLCDモジュール52は、図4における充放電制御部2のDC電圧出力201および0Vが接続されて充電制御部2から駆動のための電力が供給され、また図示しない制御部12との間で図示しないケーブルを介してDATA信号および制御信号が入力されるように接続されている。
このように構成されたLCDモジュール52は、制御部12の制御により装置の状態等を示す文言等を表示することができるようになっている。
なお、表示操作部にはLCDモジュール52の他に、図示しない複数の操作ボタン等が配置されており、操作者による操作により電子装置の動作の制御や動作設定の変更が可能となるインターフェースとしての機能を有している。
上述した構成の作用について説明する。
まず、図3に基づいて電子装置100の動作を説明する。
電子装置100の電源部1のACスイッチ113をオンすると、電源部1に交流電圧が印加されて制御部12が動作を開始する。制御部12が動作を開始すると、制御部12は初期化処理(イニシャル動作)を行う。
制御部12のイニシャル動作が完了すると、電源部1から電子写真プロセス部6、定着ユニット14、およびメインモータ9に駆動電圧が供給され、制御部12は機構部の初期化動作を行う。
制御部12の初期化処理および機構部の初期化動作、すなわち電子装置100全体の初期化処理が完了すると、電子装置100は印刷動作が可能になり印刷待機状態となる。この状態で制御部12に接続されているLANインターフェース、USBインターフェースなどの通信回線から印刷起動の命令が送信されると、電子装置は受信した命令にしたがって印刷動作を開始する。
本発明による電子装置100は、電子装置100のACスイッチ113がオンされた以降の印刷動作中および印刷命令待機中のすべての状態について、電源部1のDC電圧出力を監視し、そのDC電圧出力の変化に基づいて二次電池4の充電または放電を切替えるものである。
次に、図4に基づいて充放電制御部2の動作について説明する。
電子装置100の上部に取り付けられた二次電池4に対する充電動作は次のとおり行われる。
ACスイッチのオン後、電源部1のDC電圧出力202が出力されると、制御部12は、入力端子AD2に入力された電源部1のDC電圧出力202を、ADコンバータ122を介して常時監視する。そして、制御部12は、電源部1のDC電圧出力202を検知すると充電制御IC201の二次電池4への充電動作を可能とするイネーブル端子ENをH(ハイ)レベル状態にして、充電動作を指示する。
充電制御IC201が動作を開始すると充電制御IC201に接続された二次電池4に充電電流が流れて充電が始まる。
この充電動作は、充電制御IC201により制御され、接続された二次電池4に電流を流して所定の時間後(約1時間)、二次電池4の出力電圧が上昇することを確認する起動モード、所定の定電流値で所定の時間後(約1.5時間)、二次電池4の出力電圧が所定値(約4.2V)になるまで電流を流し続ける定電流モード、二次電池4の出力電圧が所定値(約4.2V)になったら所定の電圧で、規定時間内(1.5時間)で電流値が規定値以下に減少するまで定電圧で充電を行う定電圧モードを経て、充電を完了とするものである。
制御部12は、前述の起動モード、定電流モード、定電圧モードを遷移して充電された二次電池4から入力端子AD1に入力される二次電池4の出力電圧をセンスして、所定の電圧であれば、充電完了であると判定する。
制御部12は、二次電池4の充電が完了したと判定し、かつ電子装置100が省電力モードであると判定すると、充電制御IC201のイネーブル端子ENをL(ロー)レベルにし、次に出力端子P2をL(ロー)レベルにしてトランジスタTR201をオン状態にする。
トランジスタTR201がオン状態になると二次電池4からの電流がトランジスタTR201および逆流防止用ダイオードD202を通じてDC電圧出力201として表示操作部に供給される。
なお、制御部12は、省電力モードと判定しても、二次電池4が充電完了していないと判定する場合は、充電制御部2を活動状態のままとして充電を継続し、出力端子P2をH(ハイ)レベルのままとしてトランジスタTR201のオフ状態を継続し、電源部1のDC電圧出力202を、逆流防止ダイオードD201を通じてDC電圧出力201として表示操作部に供給を続ける。
このようにして、省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を表示操作部の駆動電力として利用する。
次に、本発明が適用される電子装置100の制御部12には、表示操作部5とのインターフェース、および外部装置とのデータ通信用インターフェースとしてのセントロニクスインターフェース、USBインターフェース、LANインターフェースが設けられており、その制御部12は、各インターフェースを監視し、所定の時間を経過しても操作者の操作を検知しない場合や外部装置から印刷起動されない場合、具体的には電子装置に各インターフェースを介してデータが送られず、所定の時間を超えて待機伏態を継続している場合、省電力モードに移行する。
その省電カモード検出処理を図6の第1の実施例における省電力モード検出処理を示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1を参照しながら説明する。
S1a:まず、制御部12のCPU121は、タイマ123のカウンタを“0”に初期化し、経過時間の計測を開始する。
S2a:制御部12のCPU121は、操作部51の操作ボタン押下の受付信号または通信回線からの印刷指示信号の受信を監視し、いずれかの信号を受信したことを検知すると、処理をS3aへ移行し、どちらの信号も受信していない場合は処理をS5aへ移行する。
S3a:操作部51の操作ボタン押下の受付信号または通信回線からの印刷指示信号の受信を検知すると制御部12のCPU121は、通常モードへ遷移し、その旨をメモリ124に記憶する。
S4a:制御部12のCPU121は、タイマ123のカウンタを“0”に初期化し、経過時間の計測を再開始し、処理をS2aへ移行する。
S5a:一方、S2aにおいて、操作部51の操作ボタン押下の受付信号および通信回線からの印刷指示信号の受信のどちらも検知していない場合、制御部12のCPU121は、計時されたタイマ値をタイマ123から読み出す。このタイマ123から読み出したタイマ値は、最後の操作ボタンの押下または最後の印刷指示を受信してからの経過時間を示している。なお、このタイマ値は、最後の印刷動作が終了してからの経過時間を示すようにしてもよい。
制御部12のCPU121は、読み出したタイマ値と予めメモリ124に記憶された閾値を比較し、読み出したタイマ値がその閾値を超えているか否かを判定し、超えていると判定すると処理をS6aへ移行し、超えていないと判定すると処理をS2aへ移行して操作部51の操作ボタン押下の受付信号または通信回線からの印刷指示信号の受信の監視を継続する。
S6a:読み出したタイマ値が閾値を超えていると判定すると制御部12のCPU121は、省電力モードへ遷移し、その旨をメモリ124に記憶して処理をS2aへ移行する。
このようにして、制御部12のCPU121は、所定の時間を超えて操作者の操作または上位装置からの印刷指示がないことを検知すると、装置内に流れる電流を抑制する省電力モードへ移行する。
次に、制御部12が省電力モードへ移行した後の処理を図7の第1の実施例における省電力モード検出後処理を示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図4を参照しながら説明する。
S1b:制御部12のCPU121は、充電制御部2の充電制御IC201の制御により出力されて入力端子AD1に入力される二次電池4の出力電圧と予めメモリ124に記憶された閾値とを比較し、二次電池4の出力電圧がその閾値を超えている、すなわち二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えて充電が完了していると判定すると処理をS2bへ移行し、超えていないと判定すると処理をS4bへ移行する。
S2b:二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えていると判定した制御部12のCPU121は、出力端子(出力ポート)P1をL(ロー)レベルとし、充電制御IC201のイネーブル端子ENをL(ロー)レベルにして充電動作を停止する。
S3b:次に、制御部12のCPU121は、出力端子P2をL(ロー)レベルにしてトランジスタTR201をオン状態にして処理を終了する。
トランジスタTR201がオン状態になると二次電池4からの電流がトランジスタTR201および逆流防止用ダイオードD202を通じてDC電圧出力201として表示操作部に供給される。
S4b:一方、S1bにおいて、二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えていないと判定した制御部12のCPU121は、出力端子P1をH(ハイ)レベルとし、充電制御IC201のイネーブル端子ENをH(ハイ)レベルにして充電動作を開始または継続する。
S5b:次に、制御部12のCPU121は、出力端子P2をH(ハイ)レベルにしてトランジスタTR201をオフ状態にして処理を終了する。
トランジスタTR201をオフ状態すると電源部1のDC電圧出力202が逆流防止ダイオードD201を通じてDC電圧出力201として表示操作部に供給される。
したがって、省電力モードであっても二次電池4の出力電圧が所定の電圧未満の場合、二次電池4への充電動作を開始または継続するとともに電源部1のDC電圧出力202を電圧出力201として表示操作部に供給する。
このようにして省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を表示操作部の駆動電力として利用し、装置の状態や操作者の操作を受付けるための誘導文言等を表示手段に表示し、また操作ボタンで操作者の操作を受付けるための電力として使用する。例えば、二次電池をリチウムイオン電池とした場合、電圧5V、電流0.1mAの電力消費で約1時間表示操作部に電力を供給することができるようになり、電力を有効利用することができるようになる。
なお、本実施例では、二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えていると判定した場合、充電動作を停止するようにしたため電源部1からの電圧供給を受けなくなってしまうが、充電された二次電池4から表示操作部に電圧出力することにより短時間で二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を下回ることになり、二次電池4の充電が開始され、電源部1からの電圧供給を受けるようになる。
また、このような場合、表示操作部へLCDモジュールのバックライト等の電力を供給するようにして常時、電源部1からの電圧供給を受けるようにしてもよい。
以上説明したように、第1の実施例では、電子装置の電源部の出力に接続されるブリーダ抵抗に替えて二次電池および充放電制御部を設け、省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を表示操作部の駆動電力として利用するようにしたことにより、省電力モード時に消費する電力を有効利用することができるという効果が得られる。
第2の実施例の構成は、充放電制御部の電圧出力が熱電変換モジュールに接続されていることが、表示操作部に接続されている第1の実施例の構成と異なる。
その第2の実施例の構成を図8の第2の実施例における電子装置の制御系の構成を示すブロック図、図9の第2の実施例における電子装置の機構部の構成を示すブロック図に基づいて説明する。なお、上述した第1の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図9において、吸熱面および放熱面を有するペルチェ素子を用いる熱電変換モジュール部15は、定着ユニット14等の駆動電圧を供給するための電源部1のスイッチング素子としての図示しないサイリスタに接合されるように配置され、吸熱面からサイリスタが発生する熱を吸熱し、その熱を放熱面から放熱する。なお、熱電変換モジュール部15の構成は後述する。
図8において、充放電制御部2は、電源部1に接続され、その電源部1から熱電変換モジュール部15の駆動用電圧が供給され、また二次電池4に接続され、その二次電池4へ充電用の電圧を供給するように構成されている。この充放電制御部2には、電源部1から供給される電圧および二次電池4から出力される電圧の変化を検出する電圧変化検出部21を備えている。なお、本実施例でも、電圧変化検出部21の機能は制御部12で実現するものとする。
図10は第2の実施例における熱電変換モジュール部と電圧出力との接続を示す説明図、図11は第2の実施例における熱電変換モジュール部の構成を示す説明図である。
図10において、熱電変換モジュール部15は、図4における充放電制御部2のDC電圧出力201および0Vが接続されて充電制御部2から駆動のための電力が供給されるように接続されている。
図11において、熱電変換モジュール部15は、ペルチェ効果を用いたペルチェ素子であり、印加した電力に応じて、冷却効果が得られるものである。
この熱電変換モジュール部15は、P型の熱電半導体とN型の熱電半導体を銅電極で接合し、N型の方から直流電流を流すと、図11における上側の接合面である吸熱面15aから下側の接合面である放熱面15bへ熱を運ぶことができる。この時に下側の電極(放熱面15b)から十分な放熱を行うと、吸熱作用を連続して得ることができる。逆にP型の方から直流電流を流すと図11における下側の接合面である吸熱面15bから上側の接合面である放熱面15aへ熱を運ぶことができる。また、流す電流の大きさを変えることで吸熱量を変えることもできるものである。
図12は第2の実施例におけるサイリスタと熱電変換モジュールとの接合例の説明図であり、図12(a)は平面図、図12(b)は側面図である。
本実施例では、図12に示すように熱電変換モジュール部15の吸熱面(図11における吸熱面15a)を、電源部1の内部に設けられている定着ユニット14のハロゲンランプ142に駆動用電力を供給するためのサイリスタ112に、接合するように配置して、サイリスタ112が発生する熱を吸熱面15aから吸熱し、吸熱した熱を放熱面15bから放熱するようにしてサイリスタ112の冷却に用いる。
また、熱電変換モジュール部15は、例えば外形4cm×4cm、入力電圧12V、入力電流6Aで最大吸熱量57Wのペルチェ素子を一または複数用いるものとし、サイリスタ112を約2〜3℃冷却するものとする。
充放電制御部2の構成は、図4に示す第1の実施例の構成と同様であり、制御部12の出力端子P1から出力される制御信号ENに従って充電用の電圧を二次電池4に印加する充電制御IC201、制御部12の出力端子P2から出力される制御信号に従って二次電池4からの出力を切替えるためのスイッチ用トランジスタTR201、そのトランジスタTR201に接続されたバイアス用抵抗R201および抵抗R202、電源部1からのDC電圧出力202の逆流防止用ダイオードD201および二次電池4からの電圧出力の逆流防止用ダイオードD202、電源部1から供給される電流を整流するためのコンデンサC201から構成されている。
また、電源部1の出力電圧信号が入力される入力端子AD2および二次電池4の電圧信号が入力される入力端子AD1を監視し、状況に応じた制御を行うための制御部12は、電圧変化検出手段および制御手段としてのCPU121、記憶手段としてのメモリ124、および入力端子AD1、AD2に入力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するADコンバータ122を内蔵している。
制御部12のCPU121は、入力端子AD2に入力された電源部1の出力電圧信号の電圧変化をADコンバータ122でデジタル信号に変換して検出し(電圧変化検出手段)、検出した電圧変化の値に基づいて、二次電池4の充電または放電を切替える制御信号を出力端子P2から充放電制御部2のスイッチ用トランジスタTR201へ出力する(制御手段)。
また、制御部12は、図8における操作部51または上位装置から入力端子P3に入力される入力信号がタイマ123により所定時間内に発生しないこと、すなわち所定の時間を超えて操作者の操作または上位装置からの動作指示がないことを検知すると、装置内に流れる電流を抑制する省電力モードへ移行し、二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えて充電が完了していることを検知すると二次電池4へ放電を指示する制御信号を出力端子P2から出力し、二次電池4から電流を放電して熱電変換モジュール部15を駆動する電力をDC電圧出力201から供給する構成になっている。
なお、省電力モードへ移行すると図2における破線の矢印で示される電源部1から高圧電源部13および定着ユニット14への電力の供給を停止し、充放電制御部2への電力供給のみが行われる。
上述した構成の作用について説明する。
なお、電子装置100の動作は上述した第1の実施例と同様なのでその説明を省略し、図4に基づいて充放電制御部2の動作について説明する。また、省電カモード検出処理および省電力モードへ移行した後の処理は第1の実施例と同様なのでその説明を省略する。
電子装置100の上部に取り付けられた二次電池4に対する充電動作は次のとおり行われる。
ACスイッチのオン後、電源部1のDC電圧出力202が発生すると、制御部12は、入力端子AD2に入力された電源部1のDC電圧出力202を、ADコンバータ122を介して常時監視する。そして、制御部12は、電源部1のDC電圧出力202を検知すると充電制御IC201の二次電池4への充電動作を可能とするイネーブル端子ENをH(ハイ)レベル状態にして、充電動作を指示する。
充電制御IC201が動作を開始すると充電制御IC201に接続された二次電池4に充電電流が流れて充電が始まる。
この充電動作は、充電制御IC201により制御され、接続された二次電池4に電流を流して所定の時間後(約1時間)、二次電池4の出力電圧が上昇することを確認する起動モード、所定の定電流値で所定の時間後(約1.5時間)、二次電池4の出力電圧が所定値(約4.2V)になるまで電流を流し続ける定電流モード、二次電池4の出力電圧が所定値(約4.2V)になったら所定の電圧で、規定時間内(1.5時間)で電流値が規定値以下に減少するまで定電圧で充電を行う定電圧モードを経て、充電を完了とするものである。
制御部12は、前述の起動モード、定電流モード、定電圧モードを遷移して充電された二次電池4から入力端子AD1に入力される二次電池4の出力電圧をセンスして、所定の電圧であれば、充電完了であると判定する。
制御部12は、二次電池4の充電が完了したと判定し、かつ電子装置100が省電力モードであると判定すると、充電制御IC201のイネーブル端子ENをL(ロー)レベルにし、次に出力端子P2をL(ロー)レベルにしてトランジスタTR201をオン状態にする。
トランジスタTR201がオン状態になると二次電池4からの電流がトランジスタTR201および逆流防止用ダイオードD202を通じてDC電圧出力201として熱電変換モジュール部に供給される。
なお、制御部12は、省電力モードと判定しても、二次電池4が充電完了していないと判定する場合は、充電制御部2を活動状態のままとして充電を継続し、出力端子P2をH(ハイ)レベルのままとしてトランジスタTR201のオフ状態を継続し、電源部1のDC電圧出力202を、逆流防止ダイオードD201を通じてDC電圧出力201として熱電変換モジュール部に供給を続ける。
熱電変換モジュール部に電力が供給されると、上述したペルチェ効果による熱電変換モジュールの冷却機能により、熱電変換モジュール部と接合された電源部のサイリスタを約2〜3℃冷却することができるようになる。
また、熱電変換モジュール部によりサイリスタを冷却するようにしたことにより、電源部のヒートシンクを小型にすることができ、電子装置全体を小型化できるようになる。
このようにして省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を熱電変換モジュール部の駆動電力として利用し、電源部のサイリスタが発生する熱を吸熱し冷却するための電力として使用する。なお、二次電池をリチウムイオン電池とした場合、電圧5V、電流0.1mAの電力消費で約1時間、熱電変換モジュール部に電力を供給することができるようになり、電力を有効利用することができるようになるのは第1の実施例と同様である。
なお、本実施例では、熱電変換モジュール部の吸熱面を電源部のサイリスタに接合するように配置してサイリスタを冷却するものとして説明したが、それに限られることなく、電子装置の発熱部、例えば制御部のCPU、定着器の近傍、定着器の下流の媒体搬送路、現像装置の近傍等に配置するようにしてもよい。
CPUに配置した場合、冷却ファンが不要となり、定着器の近傍に配置した場合、定着器の輻射熱を軽減することができ、媒体搬送路に配置した場合、定着器により加熱された媒体の熱を吸熱することができ、現像装置の近傍に配置した場合、現像装置内のトナーの温度を低温に保つことができるようになる。
また、二次電池4の出力電圧が所定の電圧値を超えていると判定した場合は、電源部1からの電力を熱電変換モジュール部15へ供給するようにして常時、電源部1からの電圧供給を受けるようにする。
以上説明したように、第2の実施例では、電子装置の電源部の出力に接続されるブリーダ抵抗に替えて二次電池および充放電制御部を設け、省電力モード時に消費する電力を二次電池に蓄え、その蓄えた電力を熱電変換モジュール部の駆動電力として利用するようにしたことにより、省電力モード時に消費する電力を有効利用することができるという効果が得られる。
また、熱電変換モジュール部によりサイリスタを冷却するようにしたことにより、電源部のヒートシンクを小型にすることができ、電子装置全体を小型化できるという効果が得られる。
なお、第1の実施例および第2の実施例では、電子装置を画像形成装置としての電子写真式プリンタとして説明したが、それに限られることなく、電源部を有するファクシミリ、複写機、複合機等の画像形成装置としてもよい。
また、本発明では、電力を消費する駆動部として、表示操作部や熱電変換モジュール部を例として説明したが、電力を消費する部品ならば本発明を適用することができ、例えば電力を定着ユニットのハロゲンランプに供給し、発熱させることで省電力モードであっても定着ユニットのヒートローラの温度を保持させるようにしてもよい。
1 電源部
2 充放電制御部
4 二次電池
5 表示操作部
6 電子写真プロセス部
7 LEDヘッド
8 用紙送り機構部
9 メインモータ
10 用紙ルート
12 制御部
13 高圧電源部
15 熱電変換モジュール部
21 電圧変化検出部
51 操作部
100 電子装置
112 サイリスタ
113 ACスイッチ
2 充放電制御部
4 二次電池
5 表示操作部
6 電子写真プロセス部
7 LEDヘッド
8 用紙送り機構部
9 メインモータ
10 用紙ルート
12 制御部
13 高圧電源部
15 熱電変換モジュール部
21 電圧変化検出部
51 操作部
100 電子装置
112 サイリスタ
113 ACスイッチ
Claims (6)
- 操作部または上位装置からの動作指示を待機する時間が所定の時間を超えたとき、省電力モードに移行して電源部が出力する電力を所定の電力に抑制する電子装置において、
前記電源部から出力された電力を充電するとともに充電された電力を放電する二次電池と、
前記二次電池の放電または充電を切替える充放電制御部と、
前記二次電池から出力される電圧を検知する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段が検知した前記電圧の変化に基づいて前記充放電制御部に充電または放電を指示する信号を出力する制御部とを備え、
前記制御部は、省電力モードに移行したとき、前記充放電制御部に充電を指示する信号を出力して前記二次電池を充電させるとともに前記電圧検出手段が検知した前記電圧が予め記憶部に記憶された閾値を超えていると判定すると前記充放電制御部に放電を指示する信号を出力し、前記二次電池を放電させて駆動部へ電力を供給することを特徴とする電子装置。 - 請求項1の電子装置において、
前記駆動部は、表示手段および入力手段からなる表示操作部であることを特徴とする電子装置。 - 請求項1の電子装置において、
前記駆動部は、吸熱面および放熱面を備えたペルチェ素子からなる熱電変換部であることを特徴とする電子装置。 - 請求項3の電子装置において、
前記熱電変換部の吸熱面を前記電源部に接合し、前記電源部を冷却することを特徴とする電子装置。 - 請求項3の電子装置において、
前記熱電変換部の吸熱面を前記制御部に接合し、前記制御部を冷却することを特徴とする電子装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項の電子装置を、画像形成装置としたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009190686A JP2011043592A (ja) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | 電子装置および画像形成装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013073193A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Kyocera Document Solutions Inc | 電子機器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009083473A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-23 | Ricoh Co Ltd | 画像処理装置およびファン制御方法 |
-
2009
- 2009-08-20 JP JP2009190686A patent/JP2011043592A/ja active Pending
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