JP2016090657A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】消費電力低減モードへの移行及び消費電力低減モードからの復帰の際の時間が過大とならない画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置1の電源系統95は、AC電源98、DC電源系99、及び遮断装置100で構成されている。AC電源98は、商用電源入力よりDC出力電源V1又はV2を生成して出力する。遮断装置100は、サブCPUa91からゲート端子にハイレベルの電圧が印加されることで制御系をDC電源系99と接続し、ローレベルの電圧が印加されることで制御系とDC電源系99との接続を遮断する。サブCPUa91は、AC電源98の出力電圧がV1からV2に切り替えられると、遮断装置100のゲート端子にローレベルの電圧を印加する。また、サブCPUa91は、AC電源98の出力電圧がV1からV2に切り替えられる状態になると、遮断装置100のゲート端子にハイレベルの電圧を印加する。
【選択図】図3

Description

本発明は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる画像形成装置に関する。
画像形成装置には、スリープモードに代表される消費電力低減モード時に出力電圧を低下させることで電源系統トータルの変換効率を向上させる機能を持ったものがある。この種の画像形成装置では、フィードバック制御の基準電圧を制御信号によって切り替えることで、低圧電源の出力電圧の切り替えを実現している。
このため、低圧電源の出力電圧を定格出力電圧からスリープモード時の出力電圧へ切り替える際や、スリープモード時の出力電圧から定格出力電圧へ切り替える際に負荷が軽すぎると、出力電圧のオーバーシュートやアンダーシュートを収束できなくなって、出力電圧の発振が起きる。また、アンダーシュート幅が過大な場合は出力ダウンとなる。このように、従来の画像形成装置では、低圧電源出力電圧の発振に起因する電圧変動やそれにもとづく高周波音、または出力ダウン等の不良が発生するという問題があった。
このため、下記の特許文献1に示す画像形成装置では、スリープモードからの復帰時にフィードバック制御の基準電圧をスロースタートさせることで、出力電圧のオーバーシュート対策としている。
特開2005−168173号公報
しかしながら、フィードバック制御の基準電圧をスロースタートさせることで、低圧電源の出力電圧に生じるオーバーシュートを防止する場合には、スロースタートの時間に製造バラツキを考慮したマージンを含める必要があるため、モード切替時間が過大となり易かった。
本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、上記課題を解決できる画像形成装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる低圧電源と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置において、消費電力低減モードへの移行時に前記低圧電源による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認する電圧低下確認手段と、該電圧切替確認手段が出力電圧の低下を確認すると前記制御系の負荷状態を軽負荷モードに切り替える軽負荷モード切替手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記電圧低下確認手段、及び、前記軽負荷モード切替手段は、CPUが備えることを特徴とする。
また、本発明は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる低圧電源と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置において、消費電力低減モードからの復帰時に前記制御系の負荷状態を定常負荷モードに切り替える定常負荷切替手段と、該定常負荷切替手段による負荷状態の切り替えを確認すると前記低圧電源による出力電圧を定格出力電圧へ切り替える出力電圧切替手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記出力電圧切替手段が出力電圧を定格出力電圧へ切り替えた後、暖機運転を開始する暖機運転開始手段を備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記定常負荷切替手段、及び、前記出力電圧切替手段は、CPUが備えることを特徴とする。
また、本発明は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる低圧電源と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置において、消費電力低減モードへの移行時に前記低圧電源による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認する電圧低下確認手段と、該電圧切替確認手段が出力電圧の低下を確認すると前記制御系の負荷状態を軽負荷モードに切り替える軽負荷モード切替手段と、消費電力低減モードからの復帰時に負荷状態を定常負荷モードに切り替える定常負荷切替手段と、該定常負荷切替手段による前記制御系の負荷状態の切り替えを確認すると前記低圧電源による出力電圧を定格出力電圧へ切り替える出力電圧切替手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、低圧電源による出力電圧の低下を確認してから軽負荷モードに切り替え、又は、定常負荷モードに切り替えてから出力電圧を定格出力電圧へ切り替えることで、出力電圧の切り替えを安定して行うことができ、電圧不安定や高周波異音、出力ダウンなどのトラブルを抑止できる。このため、消費電力低減モードへの移行時又は復帰時に電源電圧を不安定にさせることなく、モード切替時間の短縮を図ることができる。
本発明の一実施形態の画像形成装置を示す図である。 図1の画像形成装置の制御系統の構成図である。 図1の画像形成装置の電源系統の構成図である。 図1の画像形成装置によるモード切替時の動作のタイミングチャートである。
<実施の形態>
〔画像形成装置1の構成〕
まず、図1を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の構成について詳しく説明する。
図1によると、本実施の形態の画像形成装置1は、原稿読取部2と、原稿給送部3と、本体部4と、スタックトレイ5と、操作パネル部6(入力手段)とを備えている。
原稿読取部2は、本体部4の上方に配設され、原稿給送部3は、原稿読取部2の上方に配設されている。スタックトレイ5は、本体部4に設けられた記録紙の排出口41側に配設され、また、操作パネル部6は、本体部4のフロント側に配設されている。
原稿読取部2は、スキャナー21と、プラテンガラス22と、原稿読取スリット23とを備える。スキャナー21は、露光ランプ、及びCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像センサ等から構成され、原稿給送部3による原稿の搬送方向に移動可能に構成されている。プラテンガラス22は、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット23は、原稿給送部3による原稿の搬送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。
プラテンガラス22に載置された原稿を読み取る場合には、スキャナー21は、プラテンガラス22に対向する位置に移動され、プラテンガラス22に載置された原稿を走査しながら原稿を読み取って画像データを取得して、取得した画像データを本体部4の制御回路に備わる画像形成プロセス手段94(図2)に出力する。
また、原稿給送部3により搬送された原稿を読み取る場合には、スキャナー21は、原稿読取スリット23と対向する位置に移動され、原稿読取スリット23を介し、原稿給送部3による原稿の搬送動作と同期して原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部4の制御回路に備わる画像形成プロセス手段94(図2)に出力する。
原稿給送部3は、原稿載置部31と、原稿排出部32と、原稿搬送機構33とを備えている。原稿載置部31に載置された原稿は、原稿搬送機構33によって、1枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット23に対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部32に排出される。なお、原稿給送部3は、可倒式に構成され、原稿給送部3を上方に持ち上げることで、プラテンガラス22の上面を開放させることができる。
本体部4は、画像形成部7(画像形成手段)を備えると共に、給紙部42と、用紙搬送路43と、搬送ローラー対44と、排出ローラー対45とを備えている。給紙部42は、それぞれサイズ又は向きが異なる記録紙を収納する複数の給紙カセット421と、給紙カセット421から記録紙を1枚ずつ用紙搬送路43に繰り出す給紙ローラー422とを備えている。
給紙ローラー422、搬送ローラー対44、及び排出ローラー対45は、搬送部として機能する。記録紙は、この搬送部により搬送される。給紙ローラー422によって用紙搬送路43に繰り出された記録紙は、搬送ローラー対44によって画像形成部7に搬送される。
そして、画像形成部7によって記録が施された記録紙は、排出ローラー対45によってスタックトレイ5に排出される。
操作パネル部6は、LCD等の表示部と、スタートキー、テンキー、複写/FAX送信/スキャナー等の動作モードの切り換えボタンと、印刷、送信、受信、保存、又は記録に関する指示を行うためのボタンやタッチパネル等とを含む入力部を備えている。つまり、操作パネル部6は、ユーザーによる画像形成装置1のこれらの各種ジョブの指示入力を受け付ける。また、操作パネル部6は、ユーザーによるパスワード等の認証入力を受け付ける。
画像形成部7は、感光体ドラム71と、露光部72と、現像部73と、転写部74と、定着装置8とを備えている。露光部72は、レーザー装置やミラーやレンズ等を備えた光学ユニットであり、画像データに基づいた光を出力して感光体ドラム71を露光し、感光体ドラム71の表面に静電潜像を形成する。現像部73は、トナーを用いて感光体ドラム71に形成された静電潜像を現像する現像ユニットであり、静電潜像に基づいたトナー像を感光体ドラム71上に形成させる。
転写部74は、現像部73によって感光体ドラム71上に形成されたトナー像を記録紙に転写させる。定着装置8は、転写部74によってトナー像が転写された記録紙を加熱してトナー像を記録紙に定着させる。
次に、画像形成装置1の回路構成について説明する。
図2は、画像形成装置1の制御系統の構成図である。
画像形成装置1は、メインCPU90と、サブCPUa91と、サブCPUb92と、操作部CPU93と、画像形成プロセス手段94と、電源系統95とを備えている。
画像形成プロセス手段94は、原稿読取部2,原稿給送部3,本体部4,スタックトレイ5,画像形成部7,定着装置8に備えられた制御系であり、電源系統95から電源供給を受けて動作する手段である。操作部CPU93は、操作パネル部6が備える入力部への操作を受け付けると共に、表示部への画像表示を行うためのものである。
メインCPU90は、画像形成に用いられる印刷データの処理の他、サブCPUa91,サブCPUb92,及び操作部CPU93の動作の制御を行うためのものである。サブCPUa91は、ホストシステムからUSB96,LAN97等のインターフェースを通じて送信される印刷要求及び印刷データを受信する他、後述する電源系統95の監視及び電圧コントロールを含む電源系統95の制御を行うためのものである。サブCPUb92は、画像形成プロセス手段94を構成する制御系の動作を制御するためのものである。
図3は、画像形成装置1の電源系統95の構成図である。
画像形成装置1の電源系統95は、AC電源98、DC電源系99、及び遮断装置100で構成されている。
AC電源98は、商用電源入力よりDC出力電源V1又はV2を生成して出力する。本実施形態では、V1(定常消費電力モード時)が24[V]、V2(消費電力低減モード時)が8[V]となっている。
DC電源系99は、AC電源98の出力V1又はV2から出力Vnを出力する。nは、制御系が必要とする直流電源の電源種であり、本実施形態では3〜6の4つの電源種が設けられている。つまり、本実施形態では、V1出力時において、直流電圧V3=5[V],直流電圧V4=3.3[V],直流電圧V5=1.8[V],直流電圧V6=0.9[V]の電圧で駆動される制御系が備えられている。
遮断装置100は、V1〜Vnの何れか又は全ての制御系に対応して設置されている。遮断装置100は、対応する制御系への電源供給を遮断するためのものであり、本実施形態では、MOS型FETで構成されている。遮断装置100は、サブCPUa91からゲート端子にハイレベルの電圧が印加されることで制御系をDC電源系99と接続し、ローレベルの電圧が印加されることで制御系とDC電源系99との接続を遮断する。
サブCPUa91は、消費電力低減モードへの移行時にAC電源98(低圧電源)による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認する。また、サブCPUa91は、消費電力低減モードへの移行時にAC電源98による出力電圧の低下を確認すると負荷状態を軽負荷モード(メインCPU90,操作部CPU93,及びサブCPUb92の他、画像形成プロセス手段94を含む周辺デバイスが低消費電力状態となるモード)に切り替える。
つまり、サブCPUa91は、AC電源98の出力電圧を常時監視しており、AC電源98の出力電圧がV1からV2に切り替えられるのを確認すると、遮断装置100のゲート端子にローレベルの電圧を印加する。これにより、遮断装置100に接続された制御系への電源供給が遮断され、メインCPU90,操作部CPU93,及びサブCPUb92の他、画像形成プロセス手段94を含む周辺デバイス、つまり、ホストシステムとの通信に不要なデバイスが低消費電力状態となる(制御系の消費電力が軽負荷モードになる)。
また、サブCPUa91は、消費電力低減モード時にホストシステムからの印刷要求を受信すると、メインCPU90に必要なデータを送信した後、消費電力低減モードから復帰するための処理を実行するようになっている。具体的には、消費電力低減モードからの復帰時に、サブCPUa91は、負荷状態を軽負荷モードから定常負荷モード(メインCPU90,操作部CPU93,及びサブCPUb92の他、画像形成プロセス手段94を含む周辺デバイスが定常の負荷状態となるモード)に切り替える。また、サブCPUa91は、消費電力低減モードからの復帰時に負荷状態が定常負荷モードに切り替わったのを確認すると、AC電源98による出力電圧を定格出力電圧へ切り替える。
つまり、サブCPUa91は、USB96又はLAN97を通してホストシステムからの印刷要求を受信すると、遮断装置100のゲート端子にハイレベルの電圧を印加する。これにより、定常負荷モードでは、遮断装置100に接続された制御系へ電源が供給され、メインCPU90,操作部CPU93,及びサブCPUb92の他、画像形成プロセス手段94を含む周辺デバイスが定常消費電力モードとなる。その後、サブCPUa91は、メインCPU90及びサブCPUb92との通信でAC電源98の出力電圧がV2からV1に切り替えられる状態になったのを確認すると、AC電源98に出力電圧をV2からV1に切り替えるための信号を供給する。
サブCPUb92は、サブCPUa91がDC出力電源を定格出力電圧V1へ切り替えた後、画像形成プロセス手段94の暖機運転を開始する暖機運転開始手段となっている。
次に、画像形成装置1の消費電力低減モードへの移行時及び消費電力低減モードからの復帰時の動作を説明する。
画像形成装置1を消費電力低減モードに移行させる条件が時刻T1に成立すると、サブCPUa91は、AC電源98に出力電圧をV1からV2に切り替えるための信号を供給する(ONからOFFに信号を切り替える。)(図4(b)参照)。AC電源98は、この信号を受信すると出力電圧をV1からV2に切り替える動作を行う。
サブCPUa91は、時刻T2にAC電源98による切替動作が完了してAC電源98の出力電圧がV1からV2に切り替わったのを確認すると(図4(c)参照)、ホストシステムとの通信に不要な制御系に接続された遮断装置100のゲート端子にローレベルの電圧を印加する(図4(d)参照)。これにより、遮断装置100がホストシステムとの通信に不要なデバイスへの電源供給を遮断し、時刻T3にこれらのデバイスが低消費電力状態となる(図4(e)参照)。
サブCPUa91は、消費電力低減モード時の時刻T4にホストシステムからの印刷要求を受信すると(図4(a)参照)、ホストシステムとの通信に不要な制御系に接続された遮断装置100のゲート端子にハイレベルの電圧を印加する(図4(d)参照)。これにより、遮断装置100がホストシステムとの通信に不要なデバイスへの電源供給を再開し、これらのデバイスが低消費電力状態から復帰する。
サブCPUa91は、デバイスが低消費電力状態から復帰してAC電源98の出力電圧がV2からV1に切り替えられる状態になったのをメインCPU90及びサブCPUa91との通信で時刻T5に確認すると(図4(e)参照)、AC電源98に出力電圧をV2からV1に切り替えるための信号を供給する(図4(b)参照)。AC電源98は、この信号を受信すると出力電圧をV2からV1に切り替える動作を行う。なお、時刻T3〜時刻T5が軽負荷モード期間となる。
サブCPUa91は、時刻T6にAC電源98による切替動作が完了してAC電源98の出力電圧がV1からV2に切り替わったのを確認すると(図4(c)参照)、サブCPUb92にそのことを通信で伝達する。これを受信したサブCPUb92は、画像形成プロセス手段94の暖機運転を開始する。なお、時刻T2〜時刻T6が消費電力低減モード期間となる。
以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態によれば、AC電源98による出力電圧の低下を確認してから制御系の負荷状態を軽負荷モードに切り替え、又、制御系の負荷状態を定常負荷モードに切り替えてから出力電圧を定格出力電圧へ切り替えることで、AC電源98による出力電圧の切り替えを安定して行うことができ、電圧不安定や高周波異音、出力ダウンなどのトラブルを抑止できる。このため、消費電力低減モードへの移行時又は復帰時に電源電圧を不安定にさせることなく、モード切替時間の短縮を図ることができる。
本実施形態の画像形成装置1は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させるAC電源98(低圧電源)と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置1において、消費電力低減モードへの移行時にAC電源98(低圧電源)による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認するサブCPUa91(電圧低下確認手段)と、該電圧切替確認手段が出力電圧の低下を確認すると負荷状態を軽負荷モードに切り替えるサブCPUa91(軽負荷モード切替手段)とを備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置1は、前記電圧低下確認手段、及び、前記軽負荷モード切替手段は、CPUが備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置1は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させるAC電源98(低圧電源)と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置1において、消費電力低減モードからの復帰時に負荷状態を定常負荷モードに切り替えるサブCPUa91(定常負荷切替手段)と、該定常負荷切替手段による負荷状態の切り替えを確認すると低圧電源による出力電圧を定格出力電圧へ切り替えるサブCPUa91(出力電圧切替手段)とを備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置1は、前記出力電圧切替手段が出力電圧を定格出力電圧へ切り替えた後、暖機運転を開始するサブCPUb92(暖機運転開始手段)を備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置1は、前記定常負荷切替手段、及び、前記出力電圧切替手段は、CPUが備えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置1は、消費電力低減モード時に出力電圧を低下させるAC電源98(低圧電源)と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置1において、消費電力低減モードへの移行時に低圧電源による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認するサブCPUa91(電圧低下確認手段)と、該電圧切替確認手段が出力電圧の低下を確認すると負荷状態を軽負荷モードに切り替えるサブCPUa91(軽負荷モード切替手段)と、消費電力低減モードからの復帰時に負荷状態を定常負荷モードに切り替えるサブCPUa91(定常負荷切替手段)と、該定常負荷切替手段による負荷状態の切り替えを確認すると低圧電源による出力電圧を定格出力電圧へ切り替えるサブCPUa91(出力電圧切替手段)とを備えることを特徴とする。
なお、上記実施形態では、メインCPU90,操作部CPU93,及びサブCPUb92の他、画像形成プロセス手段94を含む、ホストシステムとの通信に不要なデバイスに対する供給電源を遮断することで、これらのデバイスを低消費電力状態とした場合について説明した。しかしながら、デバイスを低消費電力状態とする方法は任意であり、メインCPU90,操作部CPU93,及びサブCPUb92に対するリセット又は供給クロックの停止の他、デバイスの低消費電力動作モードへの移行やメモリー開放,リセットによる動作停止等で低消費電力状態とすることもできる。
また、上記実施形態では、サブCPUa91がホストシステムから送信される印刷要求及び印刷データの受信、及び電源系統95の監視・制御を行う場合について説明した。しかしながら、サブCPUa91が制御系の動作制御や操作パネル部6が備える入力部への操作を受け付ける構成としても良い。また、画像形成装置1がメインCPU90のみを備え、サブCPUa91,サブCPUb92,及び操作部CPU93が実行していた処理をメインCPU90が実行する構成としてもよい。
また、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。
1 画像形成装置
2 原稿読取部
3 原稿給送部
4 本体部
5 スタックトレイ
6 操作パネル部
7 画像形成部
8 定着装置
21 スキャナー
22 プラテンガラス
23 原稿読取スリット
31 原稿載置部
32 原稿排出部
33 原稿搬送機構
41 排出口
42 給紙部
43 用紙搬送路
44 搬送ローラー対
45 排出ローラー対
71 感光体ドラム
72 露光部
73 現像部
74 転写部
90 メインCPU
91 サブCPUa
92 サブCPUb
93 操作部CPU
94 画像形成プロセス手段
95 電源系統
96 USB
97 LAN
98 AC電源
99 DC電源系
100 遮断装置
421 給紙カセット
422 給紙ローラー

Claims (6)

  1. 消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる低圧電源と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置において、
    消費電力低減モードへの移行時に前記低圧電源による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認する電圧低下確認手段と、
    該電圧切替確認手段が出力電圧の低下を確認すると前記制御系の負荷状態を軽負荷モードに切り替える軽負荷モード切替手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記電圧低下確認手段、及び、前記軽負荷モード切替手段は、CPUが備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる低圧電源と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置において、
    消費電力低減モードからの復帰時に前記制御系の負荷状態を定常負荷モードに切り替える定常負荷切替手段と、
    該定常負荷切替手段による負荷状態の切り替えを確認すると前記低圧電源による出力電圧を定格出力電圧へ切り替える出力電圧切替手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
  4. 前記出力電圧切替手段が出力電圧を定格出力電圧へ切り替えた後、暖機運転を開始する暖機運転開始手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記定常負荷切替手段、及び、前記出力電圧切替手段は、CPUが備えることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
  6. 消費電力低減モード時に出力電圧を低下させる低圧電源と、定常負荷より消費電力が低い軽負荷モードで動作する制御系とをもつ画像形成装置において、
    消費電力低減モードへの移行時に前記低圧電源による出力電圧が消費電力低減モード時の出力電圧へ低下したのを確認する電圧低下確認手段と、
    該電圧切替確認手段が出力電圧の低下を確認すると前記制御系の負荷状態を軽負荷モードに切り替える軽負荷モード切替手段と、
    消費電力低減モードからの復帰時に前記制御系の負荷状態を定常負荷モードに切り替える定常負荷切替手段と、
    該定常負荷切替手段による負荷状態の切り替えを確認すると前記低圧電源による出力電圧を定格出力電圧へ切り替える出力電圧切替手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
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