JP4407245B2

JP4407245B2 - 供給電力制御方法および装置

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Publication number: JP4407245B2
Application number: JP2003382526A
Authority: JP
Inventors: 潤一荒木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-11-12
Also published as: JP2005151642A

Description

本発明は、供給電力制御方法および装置に関し、特に、種類の異なる複数の電力の供給を受けて動作する装置に対する供給電力を制御する供給電力制御方法および装置に関する。

一般に、印刷装置等のディジタル回路を使用している装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する電源装置を有している。このような電源装置が供給する電源電圧は、一般的に５．０Ｖと３．３Ｖがあり、それぞれの電源容量は接続される負荷によって決定されている。しかしながら、現状では、部品を共通化するため等の理由により、必ずしも適正な電源容量が選択されているわけではなく、負荷に対してかなり余裕のある電源容量を有する電源装置が使用されることもある。

ここで、印刷装置を例として、電源装置の使用例を説明する。図６は、従来の印刷装置の概略構成を示すブロック図である。

同図に示すように、従来の印刷装置は、商用電源接続部５１０と遮断器５１１、定電圧電源５２０、定電圧電源５３０、コントローラロジック回路５６０、コントロールパネル５７０、ＨＤＤ５７１、メインＳＷ５８０、印刷機構部５９０を具備して構成される。

印刷機構部５９０は、物理的に用紙を搬送し、用紙上にコントローラロジック回路５６０から送られた画像データを転写、定着する。コントローラロジック回路５６０は、上位装置（不図示）からの印刷データを受信し編集、描画、ビットマップ変換処理を行う印刷装置の制御部分である。コントロールパネル５７０は、オペレータに対して情報の表示を行う表示部とオペレータからの指示を受ける入力部から構成される。ＨＤＤ５７１は、ハードディスクドライブでありコントローラロジック回路５６０で描画したビットマップデータや上位装置からの印刷データの保存を行う。

定電圧電源５２０は、コントローラロジック回路５６０に３．３Ｖの直流電力を供給し、定電圧電源５３０は、コントロールパネル５７０やＨＤＤ５７１に５．０Ｖの直流電力を供給する。また、定電圧電源５２０と定電圧電源５３０は、それぞれ交流電力を直流電力に変換するが、両者への交流電力の供給は、商用電源接続部５１０が商用電源から取得して行い、スイッチ部であるメインＳＷ５８０の開閉により、定電圧電源５２０と定電圧電源５３０への交流電力の供給を制御する。なお、遮断器５１１は、各部の異常により過剰な電流が流れた場合に、電力の供給を遮断するものである。

このような構成では、メインＳＷ５８０を閉じると、商用電源から交流電力が定電圧電源５２０と定電圧電源５３０にそれぞれ供給され、これに伴って、定電圧電源５２０からコントローラロジック回路５６０に３．３Ｖの直流電力が供給され、定電圧電源５３０からコントロールパネル５７０とＨＤＤ５７１に５．０Ｖの直流電力が供給される。また、メインＳＷ５８０を開くと、定電圧電源５２０と定電圧電源５３０への交流電力の供給が停止され、これに伴って、コントローラロジック回路５６０と、コントロールパネル５７０、ＨＤＤ５７１への直流電力の供給も停止される。

ところで、上述したように、部品の共通化等の理由により、定電圧電源５３０の電源容量が負荷（コントロールパネル５７０とＨＤＤ５７１）に対して過剰であった場合には、メインＳＷ５８０が開かれた後でも、一定時間、定電圧電源５３０から負荷に対して、直流電力が供給され続けることとなる。これは、定電圧電源５３０等の電源装置がコンデンサ等の容量性の素子を有しているために生じる現象であり、この現象により、印刷装置に不適切な現象が生じる場合がある。

例えば、図７に示す時刻ｘに、図６中のＸ点の電圧が０になったとすると、電源容量が負荷に対して適正である定電圧電源５２０の出力も直ちに０となるが、Ｙ点の電圧、つまり、定電圧電源５３０の出力電圧は、時刻ｙまで５．０Ｖのままとなる。この時刻ｘと時刻ｙの間隔は、数秒から十数秒に達することもあり、メインＳＷ５８０を開いてからこの時間の間、コントロールパネル５７０の表示が消えない等の現象が生じることとなる。

このような現象を回避するためには、定電圧電源５３０の出力を適切に遮断する必要がある。電源の二次側出力を制御する技術としては、電源装置の二次側出力が複数あった場合、出力を同時にオン／オフするために一次側に電源監視回路を設け、電源の二次側出力を同時にオン／オフするという電源監視制御回路がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１６５４３７号公報

上述したように、定電圧電源を用いて電力の供給を行う際に、その電源容量が負荷に対して過剰である等場合は、スイッチを開いた後にも、電力の供給が継続されることがあった。

また、特許文献１に記載された技術は、複数の電源回路での共通な一次側の電圧を監視して二次側の出力を同時にオン／オフ制御するものであるが、一次側が商用電源のように交流１００Ｖまたは交流２００Ｖといった高圧交流電源の場合、高圧な入力コンデンサがある場合が一般的であるため、リレーがオフされても、商用電源側の入力電圧が保持され、その入力電圧の閾値を監視するのが困難である場合がある。また、これを実現するにしても大がかりな回路を構成しなくてはならず、印刷装置等に適用するには現実的ではなかった。

そこで、本発明は、定電圧電源や電力変換器等の入力電力が遮断された場合に、その出力電力を遮断に、負荷に対して適切に電力を供給することのできる供給電力制御方法および装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、複数の電力変換手段を介して供給される電力を制御する供給電力制御方法であって、第１の負荷に対して電力を供給する第１の電力変換手段の出力電圧を監視し、該出力電圧が予め設定した値以下になった場合に、第２の電力変換手段から第２の負荷に対して供給される電力の該第２の負荷への入力を遮断することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１の電力変換手段は、前記第１の負荷に対して適正な容量を有することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記遮断は、前記第２の電力変換手段と前記第２の負荷の間に配されたスイッチ手段の操作により実行されることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記第１の電力変換手段および前記第２の電力変換手段は、直流定電圧電源であることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記第２の負荷は、発光手段を含むことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、複数の電力変換手段を介して供給される電力を制御する供給電力制御装置において、第１の負荷に対して電力を供給する第１の電力変換手段の出力電圧を監視する出力電圧監視手段と、前記出力電圧監視手段が監視する出力電圧が予め設定した値以下になった場合に、第２の電力変換手段から第２の負荷に対して供給される電力の該第２の負荷への入力を遮断する電力遮断手段とを具備することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記第１の電力変換手段は、前記第１の負荷に対して適正な容量を有することを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記電力遮断手段は、前記第２の電力変換手段と前記第２の負荷の間に配されたスイッチ手段と、前記スイッチ手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項６の発明において、前記第１の電力変換手段および前記第２の電力変換手段は、直流定電圧電源であることを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項６の発明において、前記第２の負荷は、発光手段を含むことを特徴とする。

本発明によれば、第１の電力変換器の出力電圧を監視し、この出力電圧に応じて、第２の電力変換器から負荷へ供給する電力を遮断するように構成したので、第２の電力変換器が負荷に対して過剰な容量を有する場合であっても、適切に供給する電力を制御することができる。

特に、第２の電力変換器から電力の供給を受ける負荷が、表示部等の発光部を有する場合には、電源の遮断時に利用者に対して違和感を感じさせることがない。

以下、本発明に係る供給電力制御方法および装置の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した一般的な装置の概略構成を示したブロック図である。同図に示す装置は、電源１０と電力変換器２０、電力変換器３０、出力制御部４０、スイッチ部５０、負荷６０、負荷７０を具備して構成される。なお、ここでは、電力変換器の名称を広義に用い、入力された電力を異なる種類の電力に変換するもの、例えば、交直変換、直交変換、変圧、変流を行うもの等を含むものとする。

図１に示した装置では、出力制御部４０とスイッチ部５０により、電力変換器３０から負荷７０へ供給される電力の制御を行っている。

電源１０は、電力変換器２０と電力変換器３０へ電力を供給する。電力変換器２０は、電源１０から供給された電力を種類の異なる電力に変換して負荷６０に供給するもので、容量性の素子を含まないものや、その容量が負荷６０に対して適正なものである。電力変換器３０は、電源１０から供給された電力を種類の異なる電力に変換して負荷７０に供給するもので、その構成や容量は任意である。

出力制御部４０は、電力変換器２０の出力電圧を監視し、その出力電圧が予め定めた閾値よりも小さくなった際に、スイッチ部５０を開き、監視している出力電圧が閾値以上となった際に、スイッチ部５０を閉じるように、スイッチ部５０を制御する。スイッチ部５０は、出力制御部４０から出力される信号に従って開閉し、電力変換器３０が出力する電力を負荷７０に供給若しくは遮断する。

この図１に示した装置では、電源１０の出力が停止されると、これに伴って負荷６０に接続された電力変換器２０の出力電圧が低下し、その出力電圧が閾値よりも小さくなると、出力制御部４０がスイッチ部５０を制御して、電力変換器３０から負荷７０へ供給される電力を遮断する。一方、電源１０が電力の供給を開始すると、電力変換器２０の出力電圧が上昇し、その出力電圧が閾値以上になると、出力制御部４０がスイッチ部５０を制御して、電力変換器３０が出力する電力を負荷７０へ供給する。このような動作により、負荷７０へ供給する電力の制御が行われる。

なお、図１に示した装置では、電力変換器３０と負荷７０に相当する組み合わせを複数にすることもでき、その場合には、スイッチ部５０をその組み合わせに対応する数とすることとなる。

以下に、本発明を印刷装置に適用した場合を例とした実施例について説明する。

図２は、本発明を適用した印刷装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本発明を適用した印刷装置は、商用電源接続部１１０と遮断器１１１、定電圧電源１１２、定電圧電源１２０、定電圧電源１３０、電源出力制御回路１４０、出力ＳＷ１５０、コントローラロジック回路１６０、コントロールパネル１７０、ＨＤＤ１７１、メインＳＷ１８０、印刷機構部１９０を具備して構成される。

印刷機構部１９０は、物理的に用紙を搬送し、用紙上にコントローラロジック回路１６０から送られた画像データを転写、定着する。コントローラロジック回路１６０は、上位装置（不図示）からの印刷データを受信し編集、描画、ビットマップ変換処理を行う印刷装置の制御部分である。コントロールパネル１７０は、オペレータに対して情報の表示を行う表示部とオペレータからの指示を受ける入力部から構成される。ＨＤＤ１７１は、ハードディスクドライブでありコントローラロジック回路１６０で描画したビットマップデータや上位装置からの印刷データの保存を行う。

定電圧電源１２０は、コントローラロジック回路１６０に３．３Ｖの直流電力を供給し、定電圧電源１３０は、コントロールパネル１７０やＨＤＤ１７１に５．０Ｖの直流電力を供給する。また、定電圧電源１２０と定電圧電源１３０は、それぞれ交流電力を直流電力に変換するが、両者への交流電力の供給は、商用電源接続部１１０が商用電源から取得して行い、スイッチ部であるメインＳＷ１８０の開閉により、定電圧電源１２０と定電圧電源１３０への交流電力の供給を制御する。なお、遮断器１１１は、各部の異常により過剰な電流が流れた場合に、電力の供給を遮断するものである。

定電圧電源１１２は、商用電源から供給される交流電力を５．０Ｖの直流電力に変換して電源出力制御回路１４０に供給するもので、電源出力制御回路１４０への直流電力の供給は、メインＳＷ１８０の開閉に関わらずに行われる。

電源出力制御回路１４０は、定電圧電源１１２から供給される直流電力により動作し、定電圧電源１２０の出力電圧を監視して、その出力電圧と閾値の比較結果に応じた信号を出力ＳＷ１５０に出力し、出力ＳＷ１５０の開閉を制御する。この電源出力制御回路１４０は、例えば、トランジスタやロジック回路を用いて構成することができ、ロジック回路を用いた場合には、バッファやインバータ、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路等のいずれを利用してもよい。

出力ＳＷ１５０は、電源出力制御回路１４０から入力される信号に基づいて開閉するスイッチで、定電圧電源１３０と、コントロールパネル１７０およびＨＤＤ１７１の間の回路を開閉する。この出力ＳＷ１５０は、信号に基づいて開閉するスイッチであればどのようなものでもよいが、一般的には、半導体を利用したスイッチを利用することとなる。

次に、図２に示した印刷装置におけるメインＳＷ１８０の開閉時の動作について説明するが、最初に、メインＳＷ１８０が閉から開に転じた際の動作を説明する。図３は、メインＳＷ１８０が閉から開に転じた際の各部の電圧を示した図である。

図３に示すように、メインＳＷ１８０が閉じられている状態から時刻ａに開かれたとすると、メインＳＷ１８０の負荷側の電圧であるＡ点の電圧が、１００Ｖから０Ｖに降下する。これに伴って、定電圧電源１２０と定電圧電源１３０への電力の供給が停止されることとなり、負荷（コントローラロジック回路１６０）に対して適切な電源容量を有する定電圧電源１２０の出力が低下し、その電圧が降下する。

定電圧電源１２０の出力電圧が降下すると、この出力電圧を監視していた電源出力制御回路１４０が動作し、その出力信号をＬレベルからＨレベルに反転する。電源出力制御回路１４０の出力信号がＬレベルからＨレベルに反転すると、これに伴って出力ＳＷ１５０が閉から開に転じ、その負荷側であるＢ点の電圧は、定電圧電源１３０の出力電圧に関わらず０Ｖに降下する。この時の時刻をｂとすると、メインＳＷ１８０が開かれてからＢ点の電圧が０Ｖに降下するまでの時間は、時刻ａと時刻ｂの差となるが、この時間は、印刷装置においては無視できる程度の微少な時間である。

一方、定電圧電源１３０の出力電圧は、十分に時間が経過した時刻ｃから降下を始めるが、この時点では、定電圧電源１３０から電力の供給を受けている部位は存在しない。なお、出力ＳＷ１５０が開かれるため、定電圧電源１３０の出力電圧は、理論上、降下することはないが、ここでは、定電圧電源１３０の内部の電力消費があるものとしている。もちろん、定電圧電源１３０の出力電圧が降下することはなくても、印刷装置の動作に差し支えはない。

次に、メインＳＷ１８０が開から閉に転じた際の動作を説明する。図４は、メインＳＷ１８０が開から閉に転じた際の各部の電圧を示した図である。

図４に示すように、メインＳＷ１８０が開かれている状態から時刻ｄに閉じられたとすると、メインＳＷ１８０の負荷側の電圧であるＡ点の電圧が、０Ｖから１００Ｖに上昇する。これに伴って、定電圧電源１２０と定電圧電源１３０への電力の供給が開始されることとなる。このため、定電圧電源１２０の出力電圧は、３．３Ｖに上昇し、これを監視している電源出力制御回路１４０が動作し、その出力信号をＨレベルからＬレベルに反転する。電源出力制御回路１４０の出力信号がＨレベルからＬレベルに反転すると、これに伴って出力ＳＷ１５０が開から閉に転じ、その負荷側であるＢ点の電圧は、定電圧電源１３０の出力電圧である５．０Ｖに上昇する。この時の時刻をｅとすると、メインＳＷ１８０が閉じられてからＢ点の電圧が５．０Ｖに上昇するまでの時間は、時刻ｄと時刻ｅの差となるが、この時間は、印刷装置においては無視できる程度の微少な時間である。

次に、本発明を適用した印刷装置の別の実施例について説明する。図５は、実施例２における印刷装置の概略構成を示すブロック図である。

同図に示すように、実施例２における印刷装置は、商用電源接続部２１０と遮断器２１１、定電圧電源２１２、定電圧電源２２０、定電圧電源２３０、電源出力制御回路２４０、出力ＳＷ２５０、コントローラロジック回路２６０、コントロールパネル２７０、ＨＤＤ２７１、メインＳＷ２８０、ＳＳＲ制御回路２８１、ＳＳＲ２８２、印刷機構部２９０を具備して構成される。

なお、この印刷装置は、メインＳＷ２８０とＳＳＲ制御回路２８１、ＳＳＲ２８２以外の各部は、実施例１の印刷装置と同様のものであり、図２において１００番台の符号を付したものと、図５において２００番台の符号を付したものは、各符号の下２桁が同じであれば、それぞれ対応するものである。このため、ここでは、各部の詳細についての説明は省略する。

この実施例２の印刷装置は、商用電源から定電圧電源２２０、定電圧電源２３０に供給される交流電力の遮断を半導体を用いたリレーであるソリッド・ステート・リレーを用いたＳＳＲ２８２により行い、このＳＳＲ２８２の開閉をＳＳＲ制御回路２８１により行っている。メインＳＷ２８０は、ＳＳＲ制御回路２８１にＳＳＲ２８２の開閉を決定させるための信号を入力するスイッチとして利用される。

この構成においては、Ｃ点とＤ点の電圧が図２のＡ点とＢ点の電圧に対応し、定電圧電源２２０の出力電圧と定電圧電源２３０の出力電圧が定電圧電源１２０の出力電圧と定電圧電源１３０の出力電圧に対応し、電源出力制御回路２４０の出力信号が電力出力制御回路１４０の出力信号に対応するため、図３と図４に示した各部の電圧を実施例２の印刷装置のものとして読み替えることができる。

この実施例２の印刷装置では、ＳＳＲ制御回路２８１の出力信号を出力ＳＷ２５０の入力信号とすることで、メインＳＷ２８０の操作に連動させて、コントロールパネル２７０とＨＤＤ２７１への電力供給を停止させることが可能である。

しかしながら、本発明を適用し、定電圧電源２２０の出力電圧を監視して出力ＳＷ２５０を操作することで、コントロールパネル２７０とＨＤＤ２７１への電力供給を停止させるようにすることで、印刷装置を複数のユニットで構成する場合や、節電機能を搭載する場合等に、設計の自由度を高くすることが可能となる。

本発明を適用した一般的な装置の概略構成を示したブロック図である。本発明を適用した印刷装置の概略構成を示すブロック図である。メインＳＷ１８０が閉から開に転じた際の各部の電圧を示した図である。メインＳＷ１８０が開から閉に転じた際の各部の電圧を示した図である。実施例２における印刷装置の概略構成を示すブロック図である。従来の印刷装置の概略構成を示すブロック図である。メインＳＷ５８０を閉から開に転じた際の各部の電圧を示した図である。

符号の説明

１０電源
２０電力変換器
３０電力変換器
４０出力制御部
５０スイッチ部
６０負荷
７０負荷
１１０商用電源接続部
１１１遮断器
１１２定電圧電源
１２０定電圧電源
１３０定電圧電源
１４０電源出力制御回路
１５０出力ＳＷ
１６０コントローラロジック回路
１７０コントロールパネル
１７１ＨＤＤ
１８０メインＳＷ
１９０印刷機構部
２１０商用電源接続部
２１１遮断器
２１２定電圧電源
２２０定電圧電源
２３０定電圧電源
２４０電源出力制御回路
２５０出力ＳＷ
２６０コントローラロジック回路
２７０コントロールパネル
２７１ＨＤＤ
２８０メインＳＷ
２８１ＳＳＲ制御回路
２８２ＳＳＲ
２９０印刷機構部

Claims

複数の電力変換手段を介して供給される電力を制御する供給電力制御方法であって、
第１の負荷に対して電力を供給する第１の電力変換手段の出力電圧を監視し、該出力電圧が予め設定した値以下になった場合に、第２の電力変換手段から第２の負荷に対して供給される電力の該第２の負荷への入力を遮断することを特徴とする供給電力制御方法。
前記第１の電力変換手段は、
前記第１の負荷に対して適正な容量を有することを特徴とする請求項１記載の供給電力制御方法。
前記遮断は、
前記第２の電力変換手段と前記第２の負荷の間に配されたスイッチ手段の操作により実行されることを特徴とする請求項１記載の供給電力制御方法。
前記第１の電力変換手段および前記第２の電力変換手段は、
直流定電圧電源であることを特徴とする請求項１記載の供給電力制御方法。
前記第２の負荷は、
発光手段を含むことを特徴とする請求項１記載の供給電力制御方法。
複数の電力変換手段を介して供給される電力を制御する供給電力制御装置において、
第１の負荷に対して電力を供給する第１の電力変換手段の出力電圧を監視する出力電圧監視手段と、
前記出力電圧監視手段が監視する出力電圧が予め設定した値以下になった場合に、第２の電力変換手段から第２の負荷に対して供給される電力の該第２の負荷への入力を遮断する電力遮断手段と
を具備することを特徴とする供給電力制御装置。
前記第１の電力変換手段は、
前記第１の負荷に対して適正な容量を有することを特徴とする請求項６記載の供給電力制御装置。
前記電力遮断手段は、
前記第２の電力変換手段と前記第２の負荷の間に配されたスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする請求項６記載の供給電力制御装置。
前記第１の電力変換手段および前記第２の電力変換手段は、
直流定電圧電源であることを特徴とする請求項６記載の供給電力制御装置。
前記第２の負荷は、
発光手段を含むことを特徴とする請求項６記載の供給電力制御装置。