JP4293568B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電圧を出力するデジタル制御の複数の電源回路,各電源回路の直流電圧の供給を受ける複数の電気負荷、および、外部からの入力に応答して電気負荷のシーケンス駆動による装置動作を開始するコントローラ、を備える電気装置に関する。この電気装置の具体例は、これに限定する意図ではないが、複写機,プリンタおよびフアクシミリである。その他にも、コンピュータあるいは電子回路駆動用の低電圧例えば5Vおよび電気モータ,ソレノイドなどの電気アクチュエータ又はヒータを付勢する比較的に高い電圧例えば12V,24V又は38Vを必要とする、多くの電子制御電気機器がある。
【0002】
【従来技術】
例えば複写機の省電力対策として従来、通常動作時に対して待機時の消費電力を節減するための省電力モードを備えている。省電力モードとは複写機の操作が一定時間無ければ自動的に、システムの状態監視に必要なコントローラへの電力供給のみを残し、このコントローラ以外へは電力供給をオフする状態のことである。状態監視に最低必要なコントローラ以外は、全て電力供給をオフ、また定着ヒータへの電力供給をもOFF状態にすることで、複写機の待機時における電力消費を、著しく低くしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
複写機の消費電力の積算値で見ると、待機時における電力消費の占める割合が大きく、待機時における消費電力量を減らすために、前述したような従来の方法が取られているのであるが、しかしながら、まだまだ改善の余地はある。
【0004】
本発明は、更に消費電力量を節減可能にすることを目的とし、具体的には、待機時の消費電力を減らし更なる省電力化を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1)直流電圧を出力するデジタル制御の、複数のスイッチング電源回路(PC1〜PC9)、および、これらの個々の直流電圧の生成を制御する電源出力コントローラ(85)、を含むスイッチング電源装置(80dc);各スイッチング電源回路の直流電圧の供給を受ける複数の電気負荷;および、前記スイッチング電源回路の少なくとも1つ(PC1)から動作電圧を供給され、外部からの入力に応答して、前記電気負荷のシーケンス駆動による装置動作を開始する装置動作コントローラ(60);を備える画像形成装置であって、
装置動作コントローラ(60)が電源出力コントローラ(85)にスイッチング電源回路(PC1〜PC9)の1以上(PC2〜PC9)の直流電圧の生成開始/停止を指示し、電源出力コントローラ(85)が該指示に応答してスイッチング電源回路(PC2〜PC9)の直流電圧の生成開始/停止を制御する、画像形成装置。
【0006】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の又は相当要素の記号を、参考までに付記した。以下も同様である。
【0007】
これによれば、スイッチング電源回路(PC2〜PC9)内にて個々の直流電圧を、生成開始/停止すなわち生成段階でON/OFF、するので、不要な電力を電源回路(PC2〜PC9)で生じないようにすることができ、省電力を図る効果がある。電力消費の積算値が更に少ない電気装置例えばプリンタあるいは複写機を実現出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
(2)前記複数のスイッチング電源回路(PC1〜PC9)に給電する元電源(AC)のオンに応答して前記電源出力コントローラ(85)に給電する初期給電手段(RA1,83, 84);を更に備え、電源出力コントローラ(85)は、該初期給電手段より初期給電を受けると、スイッチング電源回路のすべての直流電圧の生成を開始する。
【0009】
これによれば、元電源(AC)がオンになると、初期給電手段(RA1,83, 84)が電源出力コントローラ(85)に給電する。すなわち電源出力コントローラ(85)の電源が入る。そして、電源出力コントローラ(85)がスイッチング電源回路(PC1〜PC9)のすべての直流電圧の生成を開始するので、電気負荷のすべての駆動が可能となる。
【0010】
(3)装置動作コントローラ(60)は、スイッチング電源回路(PC1)が与える直流電圧がオフから動作電圧に立上ったときに、前記電気負荷の物理状態もしくは電気負荷によって駆動される物体の位置を、待機時宛てのものとするホーミングを行う、上記(2)の画像形成装置。
【0011】
これによれば、元電源(AC)のON直後は全ての直流電圧を生成し、直流電圧を供給して各部のホーミング動作が行なわれる。ホーミング動作終了後は、仮に電力供給不要な各部への給電を遮断しても、次に稼動を求められた時点においてそれから電力の供給を行っても、正しい位置から正しい処理を問題無く行うことができる。
【0012】
(4)装置動作コントローラ(60)はホーミング終了後は、電力供給が不要な電気負荷に給電するスイッチング電源回路(PC6〜PC9)の直流電圧の生成停止を、電源出力コントローラ(85)に指示する、上記(3)の画像形成装置。
【0013】
ホーミング動作終了後は、電力供給不要な各部の電力を一時遮断するので、次に稼動を求められた時点において、それから電力の供給を行っても、正しい位置から正しい処理を問題無く行うことができる。
【0014】
(5)装置動作コントローラ(60)がスイッチング電源回路(PC9)の直流電圧生成の指示を発っしてから、スイッチング電源回路(PC9)の出力が設定値に立上るまでの遅れ時間データを格納するメモリ(60);を更に備え、装置動作コントローラ(60)は、外部からの入力に応答してスイッチング電源回路(PC9)の直流電圧生成を電源出力コントローラ(85)に指示してから、前記メモリ(60)の遅れ時間の経過後に、該スイッチング電源回路(PC9)から給電される電気負荷の駆動を開始する;上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像形成装置。
【0015】
(6)感光体(114),これを荷電する帯電器(119),感光体の帯電面に画像光を露光する露光装置(141-146),露光によって生成した静電潜像を顕像にする現像器(120),該顕像を転写紙に転写する手段(115,116, 117),転写紙の顕像を該転写紙に固着する定着装置(123)、および、これらの画像形成要素を駆動する電気アクチュエータおよび電気回路(4)、を含む、上記(1)乃至(5)に記載の画像形成装置。
【0016】
これによれば、上記(1)乃至(5)に記載の作用効果がある画像形成装置(プリンタ100)が実現する。
【0017】
(7)更に、原稿の画像を読み取る画像スキャナ(10)を備える、上記(6)記載の画像形成装置。
【0018】
これによれば、上記(1)乃至(5)に記載の作用効果がある画像形成装置(複写機図1)が実現する。
【0019】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【0020】
【実施例】
図1に本発明の1実施例であるデジタル複写機の外観を示す。このデジタル複写機は、大略で、自動原稿送り装置〔ADF〕30と、操作部20と、カラースキャナ10と、カラープリンタ100と、中継ユニット32と、ステープラ及び作像された用紙を大量に積載可能なシフトトレイ付きのフィニッシャ34と、両面反転ユニット33と、給紙バンク35と、大容量給紙トレイ36及び1ビン排紙トレイ31、の各ユニットで構成されている。
【0021】
図2に、カラープリンタ100の構成を示す。露光手段としての書き込み光学ユニットは、スキャナ10からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム114に静電潜像を形成する。光書き込み光学ユニットは、レーザー発光器141、これを発光駆動する発光駆動制御部(図示省略)、ポリゴンミラー143、これを回転駆動する回転用モータ144、fθレンズ142、反射ミラー146などで構成されている。感光体ドラム114は、矢印で示す如く反時計廻りの向きに回転するが、その周りには、感光体クリーニングユニット121、除電ランプ114M、帯電器119、感光体ドラム上の潜像電位を検知する電位センサー114D、リボルバー現像装置120の選択された現像器、現像濃度パターン検知器114P、中間転写ベルト115などが配置されている。
【0022】
リボルバー現像装置120は、BK現像器120K、C現像器120C、M現像器120M、Y現像器120Yと、各現像器を矢印で示す如く反時計回りの向きに回転させる、リボルバー回転駆動部(図示省略)などからなる。これら各現像器は、静電潜像を顕像化するために、現像剤の穂を感光体ドラム114の表面に接触させて回転する現像スリーブ120KS、120CS、120MS、120YSと、現像剤を汲み上げ撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。待機状態では、リボルバー現像装置120はBK現像器120で現像を行う位置にセットされており、コピー動作が開始されると、スキャナ10で所定のタイミングからBK画像データの読み取りがスタートし、この画像データに基づき、レーザー光による光書き込み・潜像形成が始まる。以下、Bk画像データによる静電潜像をBk潜像という。C、M、Yの各画像データについても同じ。このBk潜像の先端部から現像可能とすべく、Bk現像器120Kの現像位置に潜像先端部が到達する前に、現像スリーブ120KSを回転開始して、Bk潜像をBkトナーで現像する。そして、以後、Bk潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がBk潜像位置を通過した時点で、速やかに、Bk現像器120Kによる現像位置から次の色の現像器による現像位置まで、リボルバー現像装置120を駆動して回動させる。この回動動作は、少なくとも、次の画像データによる潜像先端部が到達する前に完了させる。
【0023】
像の形成サイクルが開始されると、感光体ドラム114は矢印で示すように反時計廻りの向きに回動し、中間転写ベルト115は図示しない駆動モータにより、時計廻りの向きに回動する。中間転写ベルト115の回動に伴って、BKトナー像形成、Cトナー像形成、Mトナー像形成およびYトナー像形成が順次行われ、最終的に、BK、C、M、Yの順に中間転写ベルト115上に重ねてトナー像が形成される。BK像の形成は、以下のようにして行われる。すなわち、帯電器119がコロナ放電によって、感光体ドラム114を負電荷で約−700Vに一様に帯電する。つづいて、レーザダイオード141は、Bk信号に基づいてラスタ露光を行う。このようにラスタ像が露光されたとき、当初、一様に荷電された感光体ドラム114の露光された部分については、露光光量に比例する電荷が消失し、静電潜像が形成される。リボルバー現像装置120内のトナーは、フェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、本現像装置のBK現像スリーブ120KSは、感光体ドラム114の金属基体層に対して図示しない電源回路によって、負の直流電位と交流とが重畳された電位にバイアスされている。この結果、感光体ドラム114の電荷が残っている部分には、トナーが付着せず、電荷のない部分、つまり、露光された部分にはBkトナーが吸着され、潜像と相似なBk可視像が形成される。中間転写ベルト115は、駆動ローラ115D、転写対向ローラ115T、クリーニング対向ローラ115Cおよび従動ローラ群に張架されており、図示しない駆動モータにより回動駆動される。さて、感光体ドラム114上に形成したBkトナー像は、感光体と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト115の表面に、ベルト転写コロナ放電器(以下、ベルト転写部という。)116によって転写される。以下、感光体ドラム114から中間転写ベルト115へのトナー像転写を、ベルト転写と称する。感光体ドラム114上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム114の再使用に備えて、感光体クリーニングユニット121で清掃される。ここで回収されたトナーは、回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【0024】
なお、中間転写ベルト115には、感光体ドラム114に順次形成する、Bk、C、M、Yのトナー像を、同一面に順次、位置合わせして、4色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、転写紙にコロナ放電転写器にて一括転写を行う。ところで、感光体ドラム114側では、BK画像の形成工程のつぎに、C画像の形成工程に進むが、所定のタイミングから、スキャナ10によるC画像データの読み取りが始まり、その画像データによるレーザー光書き込みで、C潜像の形成を行う。C現像器120Cは、その現像位置に対して、先のBk潜像後端部が通過した後で、かつ、C潜像先端が到達する前に、リボルバー現像装置の回転動作を行い、C潜像をCトナーで現像する。以降、C潜像領域の現像をつづけるが、潜像後端部が通過した時点で、先のBk現像器の場合と同様にリボルバー現像装置120を駆動して、C現像器120Cを送り出し、つぎのM現像器120Mを現像位置に位置させる。この動作もやはり、つぎのM潜像先端部が現像部に到達する前に行う。なお、MおよびYの各像の形成工程については、それぞれの画像データの読み取り、潜像形成、現像の動作が、上述のBk像や、C像の工程に準ずるので、説明は省略する。
【0025】
ベルトクリーニング装置115Uは、入口シール、ゴムブレード、排出コイルおよび、これら入口シールやゴムブレードの接離機構により構成される。1色目のBk画像をベルト転写した後の、2、3、4色目を画像をベルト転写している間は、ブレード接離機構によって、中間転写ベルト面から入口シール、ゴムブレードなどは離間させておく。
【0026】
紙転写コロナ放電器(以下、紙転写器という。)117は、中間転写ベルト115上の重ねトナー像を転写紙に転写するべく、コロナ放電方式にて、AC+DCまたは、DC成分を転写紙および中間転写ベルトに印加するものである。
【0027】
転写紙カセット182Eおよび給紙バンク35には、各種サイズの転写紙が収納されており、指定されたサイズの用紙を収納しているカセットから、給紙コロ183E等によってレジストローラ対118R方向に給紙・搬送される。なお、符号112B2は、OHP用紙や厚紙などを手差しするための給紙トレイを示している。像形成が開始される時期に、転写紙は前記いずれかの給紙トレイから給送され、レジストローラ対418Rのニップ部にて待機している。そして、紙転写器117に中間転写ベルト115上のトナー像の先端がさしかかるときに、丁度、転写紙先端がこの像の先端に一致する如くにレジストローラ対118Rが駆動され、紙と像との合わせが行われる。このようにして、転写紙が中間転写ベルト上の色重ね像と重ねられて、正電位につながれた紙転写器117の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像の殆どが転写紙上に転写される。つづいて、紙転写器117の左側に配置した図示しない除電ブラシによる分離除電器を通過するときに、転写紙は除電され、中間転写ベルト115から剥離されて紙搬送ベルト122に移る。中間転写ベルト面から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、紙搬送ベルト122で定着器123に搬送され、所定温度にコントロールされた定着ローラ123Aと加圧ローラ123Bのニップ部でトナー像を溶融定着され、排出ロール対124で本体外に送り出され、図示省略のコピートレイに表向きにスタックされる。
【0028】
定着ローラ123Aの内部には、定着ヒータ(ハロゲンランプ)123Cがあり、この定着ヒータ123Cに、定着通電回路85(図4)が通電し、これにより定着ヒータ123Cが発熱し且つ赤外線を発生して、定着ローラ123Cを加熱する。
【0029】
なお、ベルト転写後の感光体ドラム114は、ブラシローラ、ゴムブレードなどからなる感光体クリーニングユニット121で表面をクリーニングされ、また、除電ランプ114Mで均一除電される。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト115は、再び、クリーニングユニット115Uのブレード接離機構でブレードを押圧して表面をクリーニングする。リピートコピーの場合には、スキャナの動作および感光体への画像形成は、1枚目の4色目画像工程にひきつづき、所定のタイミングで2枚目の1色目画像工程に進む。中間転写ベルト115の方は、1枚目の4色重ね画像の転写紙への一括転写工程にひきつづき、表面をベルトクリーニング装置でクリーニングされた領域に、2枚目のBkトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、1枚目と同様動作になる。
【0030】
図3に、図1に示す複写機の電気系システムの概要を示す。複写機メカ制御部すなわち画像読取りおよび画像形成プロセス制御の主要部に、メイン制御板50上の1つのMPU51と、スキャナ制御板11上の1つのCPU12が用いられている。MPU51は作像シーケンスおよび定着制御とシステム関係の制御を、CPU12はスキャナ関係の制御をそれぞれ行う。MPU51とCPU12とは、画像データインターフェース及びシリアルインターフエースによって接続されている。
【0031】
また、図3において、20は操作部、70はI/O制御板、92は画像露光用のレーザ光を制御するLD制御板、41は給紙制御板、13はCCDを搭載する読み取り制御板、90はマザーボード、60,91は、複合機能を実現するためのアプリケーション拡張ユニットで、91は、FAX機能を搭載したファクシミリ制御ユニット、60は、パソコン,ワープロなどホストのドキュメントを印刷するプリンタ機能及びコピー,ファクシミリ,プリンタの複合動作モードを制御するためのプリンタコントローラ(ボード)である。80は電源装置である。
【0032】
DC電源/AC制御板80上には、数種の電圧値の直流電圧を発生するスイッチング電源部80dcと、定着ヒータに商用交流を通電し定着温度を制御するヒータ通電回路(交流出力)がある。
【0033】
図4にDC電源/AC制御板80上の、スイッチング電源部80dcの概要とそれによって給電される電気負荷の概要を示す。スイッチング電源部80dcは、図示しない元電源スイッチ(交流入力スイッチ)の閉(オン)によって給電される交流ACのノイズを除去するフィルタ81と、交流電圧を整流平滑する整流平滑回路82、直流電圧の生成を行う各直流電圧生成部PC1〜PC9と、各直流電圧生成部の電圧生成(生成/停止および出力電力)を制御するデジタルコントローラ(デジタルシグナルプロセッサーDSPを用いた)85、元電源スイッチが開(OFF)から閉(ON)に切換えられて交流電源ACがスイッチング電源部80dcに印加され整流平滑回路82に直流電圧が表れるとONされてバッテリ84をDSP85に印加するスイッチ回路(SW)83、このスイッチ回路83がONすると、DSP85に必要な電源電圧を供給するバッテリ84よりなる。
【0034】
各直流電圧生成部PC1〜PC9は、スキャナモータ、ADF(原稿自動送り装置)などの負荷につながり、各負荷に必要な電圧を供給する。スイッチング電源部80dcのDSP85は、マザーボード90に搭載のプリンタコントローラ60とUART(ユニバーサル・アシンクロナス・レシーバ・トランスミッタ:シリアル通信)による通信を行う。図示しないが、プリンタコントローラ90は、CPU,不揮発性メモリ,ROM,RAMおよび画像メモリを含むコンピュータシステムである。
【0035】
図5に、スイッチング電源部80dcの、スイッチ回路83と、5V生成部 PC1の構成を示す。100V商用交流電圧が、図示しない元電源スイッチのオンにより、交流入力端子IN1,IN2からノイズフィルタ81を通して整流平滑回路82に印加される。ノイズフィルタ81は、100V商用交流ラインの高周波ノイズがスイッチング電源部80dcの内部に入るのを遮断し、しかもスイッチング電源部80dcが発生する高周波ノイズが商用交流ラインに漏出するのを防ぐ入力フィルタがある。交流電圧はこの入力フィルタを通して、全波整流ダイオードブリッジと平滑コンデンサで構成される整流平滑回路82に印加される。
【0036】
また、交流電圧は抵抗R1とリレーRA1からなる起動回路にも加わる。交流電圧が加わると、リレーRA1の、スイッチ回路(SW)83のダイオードD4とDSP85の動作電圧入力端Vccの間に介挿したリレー接点をリレー接片RA1で閉じる。ダイオードD4はバッテリ84に接続しているので、バッテリ電圧がDSP85に加わり、これによりDSP85が起動して、5V生成部PC1乃至38V生成部PC9に、それぞれ第1〜第9のPWMパルスを出力する。
【0037】
これにより、5V生成部PC1乃至38V生成部PC9のすべてが動作状態になり、図4上に示した各直流電圧を発生する。以下、5V生成部PC1を例にして説明する。
【0038】
整流平滑回路82の出力直流電圧は、5V生成部PC1の中のトランスTR1の1次巻線に印加される。スイッチング素子であるFET1がオンになると、整流平滑回路82から、1次巻線,スイッチング素子FET1ならびに電流値検出回路ISEN1介して、1次側グランドに電流が流れる。
【0039】
電流値検出回路ISEN1では、FET1に流れる電流が、電流検出用の抵抗に流れその抵抗の電圧が、1次電流に比例する。この電圧が、1次電流検出信号であり、電流値検出回路ISEN1は、この検出信号が設定レベルを超えると、過電流を示す信号を発生してDSP85に与える。DSP85はこれに応答してFET1をオフにする。そして、次のPWMパルス出力周期になると、FET1をオンにする。すなわち新たなPWMパルスの出力を開始する。
【0040】
ドライブ回路DRIV1は、DSP85のスイッチングON/OFF信号である第1のPWMパルスを出力するPWM出力ポートにつながっている。DRIV1,トランスTR1およびスイッチング素子FET1によって、1次側スイッチ回路が構成され、整流平滑回路82の出力電圧をPWMパルスに応答したスイッチングによりチョッピングして、トランスTR1の1次巻線にパルス通電する。
【0041】
トランスTR1の2次側には、2次巻線に誘起したパルス状電圧を直流に変換して出力する出力回路がある。出力回路は、ダイオードD1,D2、チョークコイルCH1、2次側の過電流を検出する2次側過電流検出回路ISEN2、出力電圧検出回路VSEN1および平滑コンデンサにより構成される。
【0042】
2次側過電流検出回路ISEN2は、5V生成部PC1の出力回路に流れる電流を、その大小に応じた電圧(2次電流検出信号)に変換して出力するよう構成され、ISEN2から出力された電圧(2次電流検出信号)は、DSP85のA/D変換入力ポートに印加する。DSP85は、2次側過電流検出回路ISEN2が過電流を検出すると、あるいは出力電圧検出回路VSEN1が過電圧を検出すると、FET1をオフにしかつPWMパルス出力をとめる。
【0043】
他の各値電圧を生成する回路PC2〜PC9の構成および動作、ならびにそれらに対するDSP85の制御動作も同様である。しかし、生成回路の電力容量が大きい生成回路は、スイッチング素子FETが複数個並列接続で用いられるとか、回路の温度保護用のサーミスタを付加してその電圧(温度)をDSP85に与えて、DSP85で温度異常を監視するなどが行われる。
【0044】
次に、プリンタコントローラ60による、直流電源出力制御を説明する。なお、プリンタコントローラ60,I/O制御板70およびメイン制御板50の、省エネ待機モードでも入力監視をするCPUおよびMPU、ならびに省エネ待機モードで外部入力信号を発生する回路には、5V生成部PC1が給電する。
【0045】
図6に、元電源スイッチがOFFからONに切換えられたことにより、全生成部PC1〜PC9の出力が各所定の電圧以上に立上った時の、第1生成部PC1の電圧立ち上がりに応答した、プリンタコントローラ60の制御動作を示す。
【0046】
複写機の元電源スイッチがONされると、スイッチング電源部80dcに交流電源ACが入力する。交流電源はノイズ81をフィルタを通り、整流平滑回路82にて全波整流され、その出力電圧が設定値を越えたとき、電気リレーコイルRA1に流れる電流により、スイッチ回路83のリレー接片RA1が閉じる。
【0047】
これによりバッテリ84に溜まっている電圧がDSP85に供給され、DSP85が起動する。DSP85はまず5V生成部PC1へのPWMパルス出力を開始し、これにより5V生成部PC1が5V電圧を生成する。生成された5V電圧は、プリンタコントローラ60,I/O制御板70およびメイン制御板50の、省エネ待機モードでも入力監視をするCPUおよびMPU、ならびに省エネ待機モードで外部入力信号を発生する回路に印加される。トランスTR1の1次巻線がPWMパルスに応答FET1のオン/オフで励振され、これによりスイッチ回路83がつながった3次巻線が電圧を誘起し、これがダイオードD3で整流されてコンデンサC2で平滑化され、定電圧回路CV1で定電圧化されて、ダイオードD5を通して、DSPの駆動用電圧を補充する。
【0048】
図6を参照すると、5V生成部PC1の出力が、0Vから5Vに立ち上がったのに応答して、プリンタコントローラ60のCPUが起動し、図6のフローチャートに示す流れで、プリンタコントローラ60のCPUがUART通信により、DSP85に全ての直流電圧の生成(PC1〜PC9)をONするよう指令する。指令を受けDSP85は、全ての直流電圧の生成部(PC1〜PC9)をONする。ここで第1の生成部PC1のONは、元電源スイッチのオン応答の起動動作から、プリンタコントローラ60のCPUの指令(制御)に従うDSP85の電源出力制御の開始を意味する。
【0049】
全ての生成部PC1〜PC9が立ち上がると、すなわち各出力電圧が各設定値以上になると、DSP85は、プリンタコントローラ60のCPUに、直流電圧が立ち上がった旨(レディ)をUART通信により伝達する。以上が図6のステップ1の内容である。
【0050】
プリンタコントローラ60のCPUは複写機の各部位に、スキャナ位置、FIN(フィニッシャー)のトレイ位置などホーミング位置調整のホーミング動作実行を指示する(ステップ2)。なお、以下においてカッコ内には、ステップという語を省略して、ステップNo.数字のみを記す。
【0051】
ホーミング動作が終了すれば、プリンタコントローラ60のCPUは、省電力レベル2が設定されているかどうかを調べ(3)、設定されていれば、生成不要な直流電圧である、図4上で2点鎖線で囲んだ24V生成部PC6,24V生成部PC7,38V生成部PC8および38V生成部PC9の直流電圧生成を停止するよう、DSP85に指令する。これを受け、DSP85は上記生成部PC6〜PC9の電圧生成制御を停止する(4)。これは、これらの生成部PC6〜PC9へのPWMパルス出力ポートを、FETオフ指示レベルに開放し、かつ、それらへのPWMパルス出力を停止することにより行う。これにより、生成部PC6〜PC9の内部における電力消費も実質上なくなる。
【0052】
以降は、複写機の通常処理(5)を行う。通常の複写機動作は公知であるので説明を省略する。この通常処理(5)で、公知であるが、複写又はプリント指示がなく、操作部20に操作がなく設定時間が経過すると、プリンタコントローラ60のCPUは、省エネ待機モードを設定する。この実施例では、更に、生成部PC2〜PC5の直流電圧生成を停止するよう、DSP85に指令する。これを受け、DSP85が上記生成部PC2〜PC5の電圧生成制御を停止する。これにより、生成部PC2〜PC5の内部における電力消費も実質上なくなる。
【0053】
次に図7を参照する。複写機のウォーミングアップが終了し、コピー可の状態にて、スキャン設定がされれば、例えばフロントガラスに原稿が置かれ、コピースタートキーが押下されれば、プリンタコントローラ60のCPUは、スキャン設定がなされたと判断し、38V生成部PC9の直流電圧生成ONをDSP85に指令する(11,12)。これを受け、DSP85は38V生成部PC9へのPWMパルス出力を開始し、38V生成部PC9がスキャナモータのモータドライバに38V電圧を供給する。プリンタコントローラ60のCPUは、プリンタコントローラ60の内部の不揮発性メモリに持っている38V生成部PC9の38V電圧が立ち上がるまでの遅延時間データを基に、38V生成部PC9のON指令を発してから該遅延時間データ分の時間が過ぎるまで、クロックパルスをカウントする。すなわち計時を行う。該遅延時間が過ぎれば、スキャナスタート可の指令を、スキャナ制御板11上のモータコントロールユニットに指令する。
【0054】
原稿をスキャンし終わり、スキャナー動作が不要になれば、不要になった時点にてプリンタコントローラ60のCPUは、38V生成部PC9の38V電圧生成を停止するようDSP85に指令する(13,14)。DSP85は38V生成部PC9の38V電圧生成制御を停止する。プリンタコントローラ60のCPUは、以降は、複写機の通常処理を行う。
【0055】
図8を参照する。同様に、ADF(自動原稿送り装置)30に原稿がセットされ、コピースタートキーが押下されれば、ADF設定がなされたと判断し、プリンタコントローラ60のCPUは、38V生成部PC8と24V電圧生成部PC7の電圧生成を行うよう指令する(21,22)。これを受け、DSP85は、38V電圧と24V電圧を生成制御する。これにより38V電圧と24V電圧がADF30に供給される。
【0056】
プリンタコントローラ60のCPUは、コントローラ60内の不揮発性メモリに持っている38V生成部PC8の38V電圧と24V生成部PC7の24V電圧の立ち上がりがともに完了するまでの遅延時間データを基に、ON指令発してから遅延時間データ分の時間が過ぎるまで計時する。過ぎれば、ADF動作可の指令をADF30に与える。
【0057】
ADF30に原稿がセットされ、コピースタートキーが押下されたときは、スキャナーも同時に動くことになるので、スキャン設定も同時に行われる。スキャン設定時の動作は上記のとおりであるので、ここでの説明は省略する。
【0058】
ADFにセットされた原稿を全て送り終われば、ADF非設定の状態になり、プリンタコントローラ60のCPUは、38V生成部PC8と24V電圧生成部PC7の電圧生成を停止するようDSP85に指令する(23,24)。これを受け、DSP85は、38V電圧と24V電圧の生成制御を停止する。すなわち、ADF30への給電を止める。
【0059】
次に図9を参照する。また、FIN(フィニッシャー)使用時も同様である。周辺機のFINが複写機本体に接続され、排紙が行われるとき、FIN設定をプリンタコントローラ60のCPUが判断する。以降の処理はスキャン設定、ADF設定と同様である。
【0060】
本実施例の複写機は省電力モード1を持っている。これは、複写機を長時間使用しないとき、5V生成部PC1の5V電圧のみを残して、他の直流電圧は出力をオフし、また図示しないが定着ヒータへの交流電源供給をオフして、低消費電力状態を実現させるモードである。この省電力モード1は複写機の操作を、あらかじめ設定した時間以上行わないとき、自動的に移行する。または、操作部20にある電源サブキーを数秒押下すれば移行する。1の解除には、電源サブキーを数秒押下する。
【0061】
図10に、省電力モード1の設定/解除に対応するプリンタコントローラ60のCPUの電源制御を示す。複写機不使用のまま設定時間が経過すると、あるいは電源サブキーにより省電力モードへの移行指示があると、プリンタコントローラ60のCPUは、省電力モード1を設定して、DSP85に5V生成部PC1以外の、直流電圧生成(PC2〜PC9)を停止するよう指令する(41,42)。省電力モード1を設定しているときに、電源サブキーが数秒押下され、あるいは、複写機に対するオペレータの操作又はホスト(パソコン)からのプリント指令があると、プリンタコントローラ60のCPUは、省電力モード1を解除して、DSP85に、生成部PC2〜PC5の直流電圧生成を指令する(43,44)。
【0062】
【発明の効果】
スイッチング電源回路内にて個々の直流電圧を生成段階でON/OFFするので、不要な電力を電源回路で生じないようにすることができ、省電力を図る効果がある。電力消費の積算値が更に少ない電気装置例えばプリンタあるいは複写機を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるカラー複写機の外観を示す正面図である。
【図2】 図1に示すカラープリンタ100の内部機構の概要を示す縦断面図である。
【図3】 図1に示す複写機の電気系統のシステム構成を示すブロック図である。
【図4】 図3に示すDC電源/AC制御板80上の、スイッチング電源部80dcの概要を示すブロック図である。
【図5】 図4に示す5V生成部PC1およびスイッチ回路83の電気回路の概要を示すブロック図である。
【図6】 図3および図4に示すプリンタコントローラ60のCPUの、DSP85に対する、直流電圧出力のON/OFF制御の第一部分を示すフローチャートである。
【図7】 プリンタコントローラ60のCPUの、DSP85に対する、直流電圧出力のON/OFF制御の第二部分を示すフローチャートである。
【図8】 プリンタコントローラ60のCPUの、DSP85に対する、直流電圧出力のON/OFF制御の第三部分を示すフローチャートである。
【図9】 プリンタコントローラ60のCPUの、DSP85に対する、直流電圧出力のON/OFF制御の第四部分を示すフローチャートである。
【図10】 プリンタコントローラ60のCPUの、DSP85に対する、直流電圧出力のON/OFF制御の第五部分を示すフローチャートである。
【符号の説明】
35:給紙バンク 36:大量給紙トレイ
114:感光体 115:中間転写ベルト
116,117:転写チャージャ
119:帯電チャージャ
120:現像器 123:定着装置
143:ポリゴンミラー
RA1:電気リレーの電気コイル,リレー接片
DRIV1:スイッチングドライバ
ISEN1,2:電流検出回路
VSEN1:電圧検出回路
CV1:定電圧回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plurality of digitally controlled power supply circuits that output a DC voltage, a plurality of electric loads that are supplied with a DC voltage from each power supply circuit, and an apparatus operation by sequence driving of the electric load in response to an external input. The present invention relates to an electrical device comprising a controller for starting Specific examples of this electrical device are, but are not intended to be limited to, copiers, printers and facsimile machines. Many other electronic controls that require a low voltage, such as 5V, for driving a computer or electronic circuit and a relatively high voltage, such as 12V, 24V, or 38V, that energizes an electric actuator or heater such as an electric motor or solenoid. There are electrical equipment.
[0002]
[Prior art]
For example, as a power saving measure for a copying machine, a power saving mode for saving power consumption during standby compared to normal operation is conventionally provided. The power saving mode is a state in which, when there is no operation of the copying machine for a certain period of time, only power supply to the controller necessary for system status monitoring is left, and power supply to other than this controller is turned off. Except for the minimum controller necessary for status monitoring, all the power supply is turned off, and the power supply to the fixing heater is also turned off, so that the power consumption during standby of the copying machine is significantly reduced.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Looking at the integrated value of power consumption of the copier, the proportion of power consumption during standby is large, and the conventional method as described above has been taken to reduce the amount of power consumption during standby. However, there is still room for improvement.
[0004]
The present invention aims to further reduce power consumption, and specificallyWaitThe purpose is to further reduce power consumption by reducing power consumption.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) A switching power supply (80 dc) including a plurality of digitally controlled switching power supply circuits (PC1 to PC9) for outputting a DC voltage and a power supply output controller (85) for controlling the generation of each of these DC voltages ); A plurality of electric loads that are supplied with a DC voltage of each switching power supply circuit; and an operating voltage supplied from at least one of the switching power supply circuits (PC1) and in response to an input from the outside, the electric loads A device operation controller (60) for starting device operation by sequence driving ofImage formationA device,
Device operation controller (60) generates DC voltage of one or more switching power supply circuits (PC1 to PC9) (PC2 to PC9) to power supply output controller (85)start/ Stop command, and the power output controller (85) generates the DC voltage of the switching power circuit (PC2 to PC9) in response to the commandstart/ Control stopImage formationapparatus.
[0006]
In addition, in order to make an understanding easy, the symbol of the corresponding element of the Example shown to a drawing and mentioned later or an equivalent element is added in the parenthesis for reference. The same applies to the following.
[0007]
According to this, each DC voltage is switched in the switching power supply circuit (PC2 to PC9)., Start / stop generationON / OFF at the generation stage,Therefore, unnecessary power can be prevented from being generated in the power supply circuits (PC2 to PC9), and there is an effect of saving power. It is possible to realize an electric device, for example, a printer or a copier, that has a smaller integrated value of power consumption.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(2) initial power supply means (RA1, 83, 84) for supplying power to the power output controller (85) in response to turning on of the main power supply (AC) for supplying power to the plurality of switching power supply circuits (PC1 to PC9); Further, the power supply output controller (85) receives all of the initial power supply from the initial power supply means.ofDC voltage generationStartTo do.
[0009]
According to this, when the original power supply (AC) is turned on, the initial power supply means (RA1, 83, 84) supplies power to the power supply output controller (85). That is, the power supply output controller (85) is turned on. And power supply output controller (85) is all of switching power supply circuit (PC1 ~ PC9)ofDC voltage generationStartAs a result, all the electric loads can be driven.
[0010]
(3) The device operation controller (60) determines the physical state of the electric load or the position of the object driven by the electric load when the DC voltage provided by the switching power supply circuit (PC1) rises from the off state to the operating voltage. Homing that is addressed to the waiting time, in (2) aboveImage formationapparatus.
[0011]
According to this, all DC voltages are generated immediately after the main power supply (AC) is turned on, and the homing operation of each part is performed by supplying the DC voltage. After the homing operation is completed, even if the power supply to each part that does not require power supply is cut off, or when power is supplied from the next time when operation is required, correct processing can be performed from the correct position without problems. it can.
[0012]
(4) After completing the homing, the device operation controller (60) instructs the power supply output controller (85) to stop generating the DC voltage of the switching power supply circuit (PC6 to PC9) that supplies power to the electric load that does not require power supply. Of (3) aboveImage formationapparatus.
[0013]
After the homing operation is completed, the power of each part that does not require power supply is temporarily cut off, so that when the next operation is requested, even if power is supplied from there, correct processing can be performed from the correct position without any problems. .
[0014]
(5) Stores delay time data from when the device operation controller (60) issues a DC voltage generation instruction for the switching power supply circuit (PC9) to when the output of the switching power supply circuit (PC9) rises to the set value. The device operation controller (60) instructs the power supply output controller (85) to generate a DC voltage of the switching power supply circuit (PC9) in response to an input from the outside. After the elapse of the delay time of (60), driving of the electric load fed from the switching power supply circuit (PC9) is started; any one of (1) to (4) aboveImage formationapparatus.
[0015]
(6FeelingPhotoconductor (114), charger (119) that charges the photoconductor, exposure device (141-146) that exposes image light onto the charged surface of the photoconductor, and developer that visualizes the electrostatic latent image generated by exposure (120), means (115, 116, 117) for transferring the visible image onto the transfer paper, a fixing device (123) for fixing the visible image on the transfer paper to the transfer paper, and an electric actuator for driving these image forming elements And electrical circuit (4)Mu, above(1) to (5)Image formationapparatus.
[0016]
According to this, the image forming apparatus (printer 100) having the effects described in the above (1) to (5) is realized.
[0017]
(7) Furthermore, the image scanner (10) for reading the image of the document is further provided.Image formationapparatus.
[0018]
According to this, an image forming apparatus (copier FIG. 1) having the effects described in the above (1) to (5) is realized.The
[0019]
BookOther objects and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.
[0020]
【Example】
FIG. 1 shows the appearance of a digital copying machine which is an embodiment of the present invention. This digital copying machine is roughly an automatic document feeder [ADF] 30, an
[0021]
FIG. 2 shows the configuration of the
[0022]
The
[0023]
When the image forming cycle is started, the
[0024]
In addition, on the
[0025]
The belt cleaning device 115U includes an inlet seal, a rubber blade, a discharge coil, and a contact / separation mechanism for the inlet seal and the rubber blade. After transferring the first color Bk image to the belt, while transferring the second, third, and fourth color images to the belt, the blade seal mechanism separates the inlet seal, rubber blade, etc. from the intermediate transfer belt surface. deep.
[0026]
A paper transfer corona discharger (hereinafter referred to as a paper transfer unit) 117 transfers AC + DC or DC components to the transfer paper and the intermediate in a corona discharge system in order to transfer the superimposed toner image on the
[0027]
Various sizes of transfer paper are stored in the transfer paper cassette 182E and the
[0028]
Inside the fixing
[0029]
The surface of the
[0030]
FIG. 3 shows an outline of the electric system of the copying machine shown in FIG. One MPU 51 on the
[0031]
In FIG. 3, 20 is an operation unit, 70 is an I / O control board, 92 is an LD control board for controlling laser light for image exposure, 41 is a paper feed control board, and 13 is a reading control board on which a CCD is mounted. , 90 is a motherboard, 60 and 91 are application expansion units for realizing a composite function, 91 is a facsimile control unit equipped with a FAX function, 60 is a printer function for printing a document of a host such as a personal computer or word processor, and the like. A printer controller (board) for controlling a composite operation mode of copying, facsimile, and printer.
[0032]
On the DC power supply /
[0033]
FIG. 4 shows an outline of the switching power supply unit 80dc on the DC power supply /
[0034]
Each of the DC voltage generators PC1 to PC9 is connected to a load such as a scanner motor or an ADF (automatic document feeder) and supplies a necessary voltage to each load. The
[0035]
FIG. 5 shows a configuration of the switching circuit 83 and the 5V generation unit PC1 of the switching power supply unit 80dc. A 100 V commercial AC voltage is applied from the AC input terminals IN1 and IN2 to the rectifying and smoothing circuit 82 through the noise filter 81 when a main power switch (not shown) is turned on. The noise filter 81 has an input filter that blocks high-frequency noise of the 100V commercial AC line from entering the switching power supply unit 80dc and prevents high-frequency noise generated by the switching power supply unit 80dc from leaking to the commercial AC line. . The AC voltage is applied through this input filter to a rectifying / smoothing circuit 82 including a full-wave rectifying diode bridge and a smoothing capacitor.
[0036]
Further, the AC voltage is also applied to a starting circuit composed of a resistor R1 and a relay RA1. When AC voltage is applied, the relay contact RA1 closes the relay contact inserted between the diode D4 of the switch circuit (SW) 83 and the operating voltage input terminal Vcc of the
[0037]
As a result, all of the 5V generators PC1 to 38V generator PC9 are in an operating state, and generate the DC voltages shown in FIG. Hereinafter, the 5V generation unit PC1 will be described as an example.
[0038]
The output DC voltage of the rectifying / smoothing circuit 82 is applied to the primary winding of the transformer TR1 in the 5V generator PC1. When the switching element FET1 is turned on, a current flows from the rectifying / smoothing circuit 82 to the primary side ground via the primary winding, the switching element FET1 and the current value detection circuit ISEN1.
[0039]
In the current value detection circuit ISEN1, the current flowing through the
[0040]
The drive circuit DRIV1 is connected to a PWM output port that outputs a first PWM pulse that is a switching ON / OFF signal of the
[0041]
On the secondary side of the transformer TR1, there is an output circuit that converts a pulse voltage induced in the secondary winding into a direct current and outputs it. The output circuit includes diodes D1 and D2, choke coil CH1, secondary side overcurrent detection circuit ISEN2 that detects secondary side overcurrent, output voltage detection circuit VSEN1, and a smoothing capacitor.
[0042]
The secondary-side overcurrent detection circuit ISEN2 is configured to convert the current flowing through the output circuit of the 5V generation unit PC1 into a voltage (secondary current detection signal) corresponding to the magnitude of the current, and output it from ISEN2. The voltage (secondary current detection signal) is applied to the A / D conversion input port of the
[0043]
The same applies to the configurations and operations of the circuits PC2 to PC9 that generate the other voltage values, and the control operation of the
[0044]
Next, DC power supply output control by the
[0045]
FIG. 6 responds to the voltage rise of the first generation unit PC1 when the output of all the generation units PC1 to PC9 rises to a predetermined voltage or higher due to switching of the original power switch from OFF to ON. The control operation of the
[0046]
When the original power switch of the copier is turned on, the AC power AC is input to the switching power supply unit 80dc. The AC power supply passes through the filter with noise 81 and is full-wave rectified by the rectifying / smoothing circuit 82. When the output voltage exceeds the set value, the current flowing through the electric relay coil RA1 causes the relay contact RA1 of the switch circuit 83 to close.
[0047]
As a result, the voltage accumulated in the
[0048]
Referring to FIG. 6, in response to the output of the 5V generation unit PC1 rising from 0V to 5V, the CPU of the
[0049]
When all the generators PC1 to PC9 are started up, that is, when each output voltage is equal to or higher than each set value, the
[0050]
The CPU of the
[0051]
When the homing operation is finished, the CPU of the
[0052]
Thereafter, normal processing (5) of the copying machine is performed. Normal copying machine operations are well known and will not be described. As is well known in this normal process (5), when there is no copy or print instruction, there is no operation in the
[0053]
Reference is now made to FIG. When the copying machine is warmed up and scanning is set in a copy-ready state, for example, when a document is placed on the windshield and the copy start key is pressed, the CPU of the
[0054]
When the scanning of the original is finished and the scanner operation is no longer necessary, the CPU of the
[0055]
Please refer to FIG. Similarly, if a document is set on the ADF (automatic document feeder) 30 and the copy start key is pressed, it is determined that ADF has been set, and the CPU of the
[0056]
The CPU of the
[0057]
When an original is set in the
[0058]
When all the documents set in the ADF are sent, the ADF is not set, and the CPU of the
[0059]
Reference is now made to FIG. The same applies to the use of FIN (finisher). When the peripheral machine FIN is connected to the copying machine main body and the paper is discharged, the CPU of the
[0060]
The copying machine of this embodiment has a
[0061]
FIG. 10 shows power control of the CPU of the
[0062]
【The invention's effect】
Since individual DC voltages are turned on / off in the switching power supply circuit at the generation stage, unnecessary power can be prevented from being generated in the power supply circuit, and power saving can be achieved. It is possible to realize an electric device, for example, a printer or a copier, that has a smaller integrated value of power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an appearance of a color copying machine according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view showing an outline of an internal mechanism of the
3 is a block diagram showing a system configuration of an electric system of the copying machine shown in FIG.
4 is a block diagram showing an outline of a switching power supply unit 80dc on the DC power /
5 is a block diagram showing an outline of an electric circuit of a 5V generator PC1 and a switch circuit 83 shown in FIG.
6 is a flowchart showing a first part of ON / OFF control of DC voltage output to the
FIG. 7 is a flowchart showing a second part of ON / OFF control of DC voltage output to the
FIG. 8 is a flowchart showing a third part of ON / OFF control of DC voltage output to the
FIG. 9 is a flowchart showing a fourth part of DC voltage output ON / OFF control for the
FIG. 10 is a flowchart showing a fifth part of DC voltage output ON / OFF control for the
[Explanation of symbols]
35: Paper feed bank 36: Mass feed tray
114: Photoconductor 115: Intermediate transfer belt
116, 117: Transcription charger
119: Charger charger
120: Developer 123: Fixing device
143: Polygon mirror
RA1: Electric coil and relay piece of electric relay
DRIV1: Switching driver
ISEN1, 2: Current detection circuit
VSEN1: Voltage detection circuit
CV1: Constant voltage circuit
Claims (6)
装置動作コントローラが電源出力コントローラにスイッチング電源回路の1以上の直流電圧の生成開始/停止を指示し、電源出力コントローラが該指示に応答してスイッチング電源回路の直流電圧の生成開始/停止を制御する、画像形成装置。A switching power supply comprising a plurality of digitally controlled switching power supply circuits for outputting a DC voltage, and a power supply output controller for controlling the generation of each of these DC voltages; a plurality of DC power supplies received from each switching power supply circuit electrical loads; imaging comprising; and, the supplied operating voltage from at least one of the switching power supply circuit, in response to an input from an external apparatus operation controller starts the device operation by the sequence driving of the electric load A device,
The device operation controller instructs the power supply output controller to start / stop generation of one or more DC voltages of the switching power supply circuit, and the power supply output controller controls generation start / stop of the DC voltage of the switching power supply circuit in response to the instruction. , Image forming apparatus.
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