JP3822779B2 - 電子機器装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器装置に関し、さらに詳しくは、省エネ手段を有する画像形成装置等の電子機器装置において、消費電力の少ない待機状態の省エネモードにおいて、無効電力を少なくすることができる電子機器装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器装置の省エネ対応のため、電子機器装置の待機時と動作時で電源を切替えることが行われている。そして、待機時と動作時では電子機器装置で消費する電力が大きく異なるため、電力に応じて電源を切り替え、電源の変換効率が良い状態で動作するようにしている。
【0003】
図5は、従来の省エネ手段を有する電子写真方式の画像形成装置の構成を示す図で、電源部及び定着部を示している。なお、定着部の構成については一例を示すものであって、普通紙上に転写されたトナー像を熱及び圧力により融着する定着工程を実施する部分であるが、本発明の電子機器装置の要旨ではないので詳細な説明は省略する。
図5に示された画像形成装置のメインスイッチ6が投入されると、直流電源7の第1の電源である省エネ電源8が起動し、省エネ制御手段12が起動する。これにより、電子機器装置は省エネ状態すなわち待機状態となる。
次に、省エネ解除スイッチ15が押下されると、装置全体を起動するため省エネ制御手段12は第2の電源である主電源9を起動するため主電源リレー16に通電し、その主電源リレー接点16sをオンする。これにより、AC電源1がノイズフィルタ3を介して主電源9に供給され、画像形成装置全体を制御している本体制御手段17が起動し、プリント可能な状態となる。主電源9は、入力電流の高調波を抑制するアクティブフィルタ10からなる力率改善回路とメイン電源であるDC/DCコンバータ11で構成してある。
なお、一点鎖線内の定着部はドアスイッチ13等によってAC電源1の供給が制御される。
【0004】
このような従来の画像形成装置の電源入力には、この装置で発生するノイズ及び商用電源ラインを介して画像形成装置に入力するノイズを抑制するノイズフィルタ3やサージを吸収するアレスタ5等が設けてある。これらノイズを抑制する手段は、装置から発生するノイズが最も大きくなる動作時に性能を満足するように設定されている。このため、画像形成装置での消費電力が少ない省エネ待機時には、画像形成装置内で発生するノイズに対してオーバースペックな状態となっている。これにより、省エネ状態の待機時に画像形成装置には図6に示すような波形の入力電流IACが流れる。入力電流はAC電源の電圧VACに対し位相が90°進んだ成分が主体となっており、省エネ電源に流れる同相のピーク電流Ipが合成されている。
この進相電流が発生する箇所を解析すると、大部分がノイズフィルタ3で発生していることが分かった。この電流は画像形成装置の動作電流に比べ充分小さい電流であり、電源電圧と位相がずれているため消費電力としては僅かなものであるが、待機時の入力電流に占める割合は大きく、無効電力の大部分を占めている。このため、従来の画像形成装置では待機時の力率は良くなかった。
【0005】
また、ノイズ対策部品に定数可変機能を設け、検出したノイズ信号に応じて定数を決定する電子制御装置が、特開平11−235016号公報(エアコン電子制御装置)によって知られているが、この従来例においては、マイコンによる制御状態に応じてフィルタの定数を切り替えているので、装置内で発生するノイズが急峻な場合は切り替えのための制御時間分の遅れが生じるので、装置の外部にノイズが流失する可能性がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来例が引き起こす現象に注目し、省エネ待機時の入力電流を低減する省エネタイプの電子機器装置を提供することを目的とし、具体的には入力の無効電力を低減する電源装置を提供することである。
また、電源の状態と関連付けてノイズフィルタの定数を切り替え、更に切り替えタイミングをフィルタ切り替え後に電源をオンオフ制御するようにして、ノイズの流失が発生しない電源装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その第1の技術手段は、ノイズフィルタを介してAC電源が供給される第1の電源装置と、該第1の電源装置からの電源の供給により起動する第1の制御手段と、該第1の制御手段によりオンオフ制御される第2の電源装置と、該第2の電源装置からの電源の供給により起動する第2の制御手段と、前記第1の制御手段に入力する省エネ解除の信号を生成する省エネ解除手段とを有する電子機器装置において、該省エネ解除手段の出力に応じて前記第2の電源装置に前記AC電源を供給するとともに、前記ノイズフィルタの定数を切り換えることを特徴とする。
【0008】
第2の技術手段は、第1の技術手段の電子機器装置において、前記省エネ解除手段により前記ノイズフィルタの定数を切り換えた後に、前記第2の電源装置をオンすることを特徴とする。
【0009】
第3の技術手段は、第1のノイズフィルタを介してAC電源が供給される第1の電源装置と該第1の電源装置からの電源の供給により起動する第1の制御手段と、第2のノイズフィルタを介してAC電源が供給される第2の電源装置と、該第2の電源装置からの電源の供給により起動する第2の制御手段と、前記第1の制御に入力する省エネ解除の信号を生成する省エネ解除手段とを有する電子機器装置において、該省エネ解除手段の出力に応じて、前記第2のノイズフィルタを介して前記第2の電源装置に前記AC電源を供給することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1〜4に示す実施例に基づいて説明する。
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例の電気回路図である。
第1の実施例は、AC電源を有効に活用して、待機時の消費電力が少ない、所謂、省エネ方式の電子機器装置に関するもので、具体的にはプリンタまたは複写機である。
具体的には、待機時と動作時にAC電源ラインに接続してあるノイズフィルタの内部の定数を切り替えることにより、省エネ待機時の入力電流を低減する。
【0011】
第1の実施例の構成は、電子機器装置のAC電源1が、サーキットブレーカ2とノイズフィルタ3を介して入力し、メインスイッチ6を介して直流電源7に接続されている。ノイズフィルタ3には、内部の定数を切り替えるためのノイズフィルタ切り換えリレー14の接点14sが接続してある。
直流電源7は、内部で省エネ時に必要とする電力を供給する省エネ電源8(第1の電源装置)と、省エネ状態が解除された時に主電源リレー16の接点16sを介して必要とする電力を供給する主電源9(第2の電源装置)に分岐している。
省エネ電源8の出力は省エネ制御手段12(第1の制御手段)に接続されている。主電源9(第2の電源装置)は、アクティブフィルタ10と多出力DC/DCコンバータ11で構成してあり、その出力が本体制御手段17(第2の制御手段)に接続されている。
【0012】
省エネ制御手段12には省エネ解除信号を生成する省エネ解除スイッチ15と、ノイズフィルタ3の定数を切り換えるノイズフィルタ切り換えリレー14及び主電源9をオンオフする主電源リレー16が接続してある。
【0013】
以上のような構成で、メインスイッチ6をオンすると、直流電源7の省エネ電源8にAC電源1が入力し、省エネ電源8が起動する。
省エネ電源8の出力が、省エネ制御手段12に供給され、省エネ制御手段12が起動する。これにより画像形成装置は待機状態である省エネモードとなる。
【0014】
省エネモードの状態で、省エネ制御手段12に接続された省エネ解除スイッチ15を押下して、省エネ解除信号が省エネ制御手段12に入力すると、省エネ制御手段12はノイズフィルタ切り換えリレー14に通電し、そのノイズフィルタ切り換え接点14sをオンし、ノイズフィルタ3を高負荷電流に対応できる定数に切り替えた後、主電源リレー16に通電し、その接点16sを介してAC電源1を供給し主電源9を起動する。
主電源9が起動し低圧電源が本体制御手段17に供給されると、本体制御手段17が起動し、画像形成装置はプリント可能な動作モードに移行する。
【0015】
メインスイッチ6のオンからプリント可能な状態になるまでの間で、AC電源1からこの電子機器装置への入力電力は、そのモードに応じて2段階のステップがある。
省エネ電源8と省エネ制御手段12のみが起動している省エネモードで、本実施例では約10W位の入力電力となっている。
また、装置全体が起動してプリント可能な動作モードで、入力電力は約500Wである。
【0016】
動作モードでは、主電源9に設けたアクティブフィルタ10の作用により、本装置の力率は、ほぼ1となっている。
また、省エネモードでは、ノイズフィルタ3の定数を切り換えることにより、力率を約0.7となるようにしてある。
また、省エネモード専用の直流電源8を設けることにより、電源の入出力の変換効率を負荷電流が少ない同モードにおいても動作モードと同等の約70%を得ている。
【0017】
以上のように、第1の実施例ではAC電源1に設けたノイズフィルタ3の定数を装置の消費電力に応じて切り替えるように構成されているので、1つのノイズフィルタ3で常に効率良い、所謂省エネ方式の電子機器装置を提供することができる。
【0018】
次に、ノイズフィルタ3の具体例を図2(A),(B)に基づいて説明する。図2(A)に示すノイズフィルタ3は、入力のコンデンサC1がノイズフィルタ切り替えリレー14の接点14sを介して、抵抗R1とともにAC電源1のライン間に接続してある。次に、コモンモードのチョークコイルL1を介して、抵抗R2とコンデンサC2が出力側のライン間に接続してあり、さらにラインと接地間にコンデンサC3及びC4が接続してある。ここで、コンデンサC1とC2は、所謂、Xコンデンサで本実施例では1.5μFに設定してあり、C3とC4はYコンデンサで本実施例では2200PFに設定してある。また、チョークコイルL1は3mHである。
【0019】
このような構成で、ノイズフィルタ3にAC電源1が印加されると、XコンデンサC1,C2には、前述の従来例について説明した図6に示すように、進相電流が流れる。この電流は電子機器装置の負荷電流とは無関係にAC電源の電圧に応じた値となる。したがって、負荷電流(フィルタに流れる装置の入力電流)が少ない省エネモードでは、進相電流の比率が高くなり力率が低下し、装置としては電源の効率が悪くなる。このため、ノイズフィルタ切り替えリレー14を非励磁とすることによりこの電流が流れないようにすることができ、常に力率が低下しないようにすることができる。
【0020】
なお、ここではAC電源側のコンデンサC1のみをオンオフするようにしてあるが、ノイズフィルタ3の出力側のコンデンサC2も同様にオンオフするようにしてもよい。
また、省エネモードでのノイズ抑制を強化するため、図2(B)に示すようにYコンデンサを複数設け、負荷電流が少ない時はコンデンサC1Aのみオフするようにしても、前述と同様の効果を得ることができる。
【0021】
図2(A),(B)に示すようなノイズフィルタ3の構成とすることにより、負荷電流が変動するモードを有する電子機器装置においても、常にノイズ抑制の効果を損なわず高い効率の装置を提供することができる。
【0022】
(実施例2)
図3は、本発明の第2の実施例の電気回路図である。
第2の実施例と図1に示す第1の実施例との相違は、第1の実施例の直流電源7が主電源11のみで構成されており、省エネ制御手段12及び本体制御手段17はともに主電源11から給電され、主電源11と本体制御手段17の間には主電源リレー16の接点16sが介在し、省エネモードにおける待機時には本体制御手段17に供給する電源出力のみを遮断するように構成されている。
第2の実施例では第1の実施例のものより少ない消費電力の電子機器装置で、省エネモードでは約5W、動作モードでは約250Wである。
【0023】
図3において、電子機器装置が省エネモードの待機時は、ノイズフィルタ切り換えリレー14の接点14sと主電源リレー16の接点16sはともにオフ状態となっており、省エネ制御手段12のみに給電される。
省エネ解除スイッチ15が押圧され、省エネ制御手段12が動作モードに切り替える時に、ノイズフィルタ切り換えリレー14の接点14sをオンし、次に主電源リレー16の接点16sをオンとする。これにより、第1の実施例と同様に電子機器装置の全てのモードで高効率となっている。
なお、実施例においては本体制御手段17への給電制御をリレーで行なっているが、これは他のスイッチ手段で行っても良い。
【0024】
(実施例3)
図4は、本発明の第3の実施例の電気回路図である。
第3の実施例では、省エネ制御手段12に電源を供給する省エネ電源8と、本体制御手段17に給電する主電源9に、それぞれ専用のノイズフィルタ3A,3Bを設けてあり、さらに省エネ待機時には主電源9に入力するAC電源1を主電源リレー14の接点14sでオフするようにしてある。これにより、第1、第2の実施例のように、ノイズフィルタ3の定数の切り換えを行なわなくても、省エネ制御手段12が主電源リレー14に通電するだけで、各モードで効率の良い状態を提供することができる。
【0025】
また、第3の実施例では省エネ制御手段12の誤動作等でノイズフィルタ3A,3Bの切り換えのタイミングがずれてもノイズが発生することがなく、より信頼性の高い装置を提供することができる。これにより、待機時には少ない負荷電流に応じた小容量の専用のノイズフィルタ3Aのみに通電されるので、第1、第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成であるので、次のような効果を奏する。
請求項1に係る発明によれば、電源スイッチを投入したときにAC電源が供給される第1の電源装置(省エネ電源)と第1の電源装置からの電源の供給により起動する第1の制御手段(省エネ制御手段)と第1の制御手段により出力がオンオフ制御される第2の電源装置(主電源)と第2の電源装置からの電源の供給により起動する第2の制御手段(本体制御手段)と第1の制御手段に入力する省エネ解除の信号を生成する省エネ解除手段(省エネ解除スイッチ)とを有する電子機器装置において、省エネ解除手段の出力に応じて電子機器装置に入力するAC電源に挿入されたノイズフィルタの定数を切り替えるようにしたので、電子機器装置の消費電力の大きさに無関係に常に高い電源効率の電子機器装置を提供することができる。特に消費電力の少ない待機状態の省エネモードにおいて、無効電力を少なくすることができる。
【0027】
請求項2に係る発明によれば、省エネ解除手段によりノイズフィルタの定数を切り替えた後に第2の電源装置の出力をオンするようようにしたので、ひとつのノイズフィルタの定数を切り替えることにより簡単な構成で省エネ方式の電子機器装置を提供することができる。
【0028】
請求項3に係る発明によれば、第1の電源装置に入力するAC電源に挿入されたノイズフィルタを介さずに第2の電源装置AC電源を供給し、第2の電源装置のノイズフィルタのAC電源側にノイズフィルタへのAC電源への給電をオンオフする切替え手段を設けたので、動作モードに切り替えるだけで消費電力に対応した状態となるため、より信頼性の高い省エネ方式の電子機器装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す電気回路図である。
【図2】 ノイズフィルタの具体例を示す電気回路図である。
【図3】 本発明の第2の実施例を示す電気回路図である。
【図4】 本発明の第3の実施例を示す電気回路図である。
【図5】 従来の省エネ手段を有する電子写真方式の画像形成装置の電源部及び定着部を示す電気回路図である。
【図6】 図5の画像形成装置の省エネ待機時の入力電流とAC電源の電圧との関係を示す波形図である。
【符号の説明】
1…AC電源、3…ノイズフィルタ(NF)、6…メインスイッチ(SW1)、7…直流電源(PSU)、8…省エネ電源、9…主電源、10…アクティブフィルタ(AF)、11…DC/DCコンバータ、12…省エネ制御手段、14…ノイズフィルタ切り換えリレー、14s…(ノイズフィルタ切り換えリレーの)接点、15…省エネ解除スイッチ、16…主電源リレー、16s…(主電源リレーの)接点、17…本体制御手段。
Claims (3)
- ノイズフィルタを介してAC電源が供給される第1の電源装置と、
該第1の電源装置からの電源の供給により起動する第1の制御手段と、
該第1の制御手段によりオンオフ制御される第2の電源装置と、
該第2の電源装置からの電源の供給により起動する第2の制御手段と、
前記第1の制御手段に入力する省エネ解除の信号を生成する省エネ解除手段とを有する電子機器装置において、
該省エネ解除手段の出力に応じて前記第2の電源装置に前記AC電源を供給するとともに、前記ノイズフィルタの定数を切り換えることを特徴とする電子機器装置。 - 請求項1に記載の電子機器装置において、
前記省エネ解除手段により前記ノイズフィルタの定数を切り換えた後に、前記第2の電源装置をオンすることを特徴とする電子機器装置。 - 第1のノイズフィルタを介してAC電源が供給される第1の電源装置と、
該第1の電源装置からの電源の供給により起動する第1の制御手段と、
第2のノイズフィルタを介してAC電源が供給される第2の電源装置と、
該第2の電源装置からの電源の供給により起動する第2の制御手段と、
前記第1の制御手段に入力する省エネ解除の信号を生成する省エネ解除手段とを有する電子機器装置において、
該省エネ解除手段の出力に応じて、前記第2のノイズフィルタを介して前記第2の電源装置に前記AC電源を供給することを特徴とする電子機器装置。
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