JP5141385B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関し、特に、画像形成装置の消費電力を削減する技術に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a technique for reducing power consumption of an image forming apparatus.
近年、環境問題が深刻化するにつれて省エネルギー技術の開発がますます強く求められている。画像形成装置においても、2次電池を用いた省電力技術が盛んに検討されている。
例えば、定着装置をウォームアップし、記録シートにトナー像を溶融、定着する際に大電力が消費されることに着目して、2次電池から電力を供給することによって省電力を図る技術が開示されている(特許文献1、2を参照)。
In recent years, development of energy-saving technology has been increasingly demanded as environmental problems become more serious. Also in image forming apparatuses, power-saving techniques using secondary batteries are actively studied.
For example, focusing on the fact that a large amount of power is consumed when the fixing device is warmed up and the toner image is melted and fixed on a recording sheet, a technique for saving power by supplying power from a secondary battery is disclosed. (See
また、画像形成装置が待機時や省電力モード時にある期間は、単位時間当たりの消費電力は小さいものの、起動や画像形成を行う期間と比べて著しく長く、消費電力量が少なくない。このことに着目して、待機時や省電力モード時に2次電池から電力を供給することによって省電力を図る技術も開示されている(特許文献3を参照)。
しかしながら、地球温暖化等の環境問題は悪化の一途を辿っており、単に2次電池を用いるだけでなく、更なる省電力化を図ることが急務となっている。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、効率良く2次電池を充放電することによって省電力化を図った画像形成装置を提供することを目的とする。
However, environmental problems such as global warming are steadily getting worse, and there is an urgent need not only to use secondary batteries but also to save more power.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that saves power by efficiently charging and discharging a secondary battery.
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、交流電力を受電し直流電力に変換して、負荷回路に給電する変換器と、前記変換器からの直流電力の一部を分岐して蓄電する一方、蓄電した直流電力を前記負荷回路に給電する蓄電手段と、前記負荷回路が消費する電流量が、前記変換器の変換効率が所定値以上となる電流量の範囲より低い場合は、前記変換器が前記負荷回路へ出力する電流量と、前記変換器が前記蓄電手段へ出力する電流量との合計が前記範囲内になるように、前記蓄電手段へ出力する電流量を調整し、前記負荷回路が消費する電流量が、前記範囲を超える場合は、前記変換器が出力する電流量が前記範囲内となるように、前記蓄電手段から前記負荷回路への給電量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention receiving the AC power into a DC power, a converter for supplying power to the load circuit branches a DC power portion of from the transducer When the storage means for supplying the stored DC power to the load circuit and the amount of current consumed by the load circuit are lower than a current amount range in which the conversion efficiency of the converter is not less than a predetermined value, , a current amount of the converter output to the load circuit, such that the sum of the amount of current the converter output to the accumulator unit is within the above range, by adjusting the amount of current to be output to the accumulator unit When the amount of current consumed by the load circuit exceeds the range, adjustment for adjusting the amount of power supplied from the power storage means to the load circuit so that the amount of current output by the converter is within the range. be characterized by obtaining Bei means, the .
このようにすれば、負荷回路が消費する電流量と蓄電手段を蓄電する電流量との合計が、変換器の変換効率が前記範囲内となる電流量になるように、前記蓄電手段から前記負荷回路への給電量を調整するので、変換器の変換効率を高めて、省電力化を図ることができる。 Thus, as the sum of the amount of current load circuit stores electric current amount and the power storage means for consumption, the amount of current conversion efficiency of the transducer is within the range, the load from the storage means Since the amount of power supplied to the circuit is adjusted , the conversion efficiency of the converter can be increased to save power .
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1] 画像形成装置の構成
先ず、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の外観図である。図1に示されるように、画像形成装置1は画像読取部101、画像形成部102、ペーパーフィーダ103、フィニッシャ104及びマルチトレイ105を備えている。
Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[1] Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is an external view of the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
画像読取部101は自動原稿搬送装置にて原稿を自動的に搬送して、読み取り、画像データを生成する。
画像形成部102は、画像読取部101が生成した画像データに基づいて、ペーパーフィーダ103が供給する記録紙に画像を形成する。画像形成部102が画像を形成した記録紙はフィニッシャ104又はマルチトレイ105に排出される。
The
The
なお、図示しないが、画像形成部102は電源装置を内蔵しており、画像読取部101、ペーパーフィーダ103、フィニッシャ104及びマルチトレイ105に電力を供給する。
[2] 画像形成装置の機能構成
次に、画像形成装置1の主要な機能構成について説明する。
Although not shown, the
[2] Functional Configuration of Image Forming Apparatus Next, main functional configurations of the
図2は、画像形成装置1の主要な機能構成を示すブロック図である。図2に示されるように、画像形成装置1は、安定化電源200、蓄電ユニット210、低圧負荷211及び高圧負荷212を備えている。
画像形成装置1は、商用電源220から電源ケーブル215、インレット214及びメインスイッチ213を介し、交流電力を安定化電源200にて受電する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a main functional configuration of the
The
安定化電源200は、AD変換器201、電流検出器202及び駆動回路203を備えている。AD変換器201は所謂スイッチングレギュレータであって、受電した交流電力を直流電力に変換し、電流検出部202を介して低圧負荷211に直流電力を供給する。
低圧負荷211は画像形成装置1の動作を統括する制御コントローラ部や画像プロセスを実行するプリンタエンジン部といった、低電圧で動作する回路や駆動源を含む。例えば、制御コントローラ部は3.3Vで駆動され、プリンタエンジン部は5Vや24Vで駆動される。
The stabilized
The low-
蓄電ユニット210は、電流検出部202が検出する電流量に応じて、AD変換器201から直流電力の供給を受けて充電したり、蓄電ユニット210は低電圧負荷220に直流電力を放電したりする。
駆動回路204は高圧負荷212に交流電力を供給する。高圧負荷212は、例えば、定着器であって、ハロゲンヒータを用いてトナーを加熱、溶融し、記録紙に圧着する。高圧負荷212は、例えば、100Vで駆動される。
The
The drive circuit 204 supplies AC power to the
[3] 電流検出部202と蓄電ユニット210の構成
次に、電流検出部202と蓄電ユニット210の構成について説明する。
図3は、電流検出部202と蓄電ユニット210の構成を示す図である。
図3に示されるように、電流検出部202は抵抗素子310、比較器311〜313及び基準電圧源Vref1、Vref2を備えている。AD変換器201が低圧負荷211に直流電力を供給すると、抵抗素子310に電流が流れ、当該電流量に応じた電位差が抵抗素子310の両端間に生じる。
[3] Configuration of
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
As shown in FIG. 3, the
比較器311は当該電位差を検出し、比較器312の反転入力端子と、比較器313の非反転入力端子にそれぞれ入力する。比較器312は参照電圧Vref1から前記電位差を差し引いた電圧を蓄電ユニット210へ出力する。同様に、比較器313は前記電位差から参照電圧Vref2を差し引いた電圧をを蓄電ユニット210へ出力する。
蓄電ユニット210は継電器301、305、充電電流調整部302、蓄電池303、放電電流調整部304及びトランジスタ306、307を備えている。
The
The
トランジスタ306は比較器312の出力電圧に応じて継電器301をオンオフする。また、充電電流調整部302は比較器312の出力電圧に応じて蓄電池303に入力される電流量を調整する。これによって、AD変換器201が低圧負荷211に給電する電流量が小さい場合には、その電流量に応じた電流が蓄電池303に入力されるので、AD変換器201の出力が所定範囲内に調整される。
The
トランジスタ307は比較器313の出力電圧に応じて継電器305をオンオフする。また、放電電流調整部304は比較器313の出力電圧に応じて蓄電池303が出力する電流量を調整する。これによって、AD変換器201が低圧負荷211に給電する電流量が大きい場合には、蓄電池303からも低圧負荷211に給電するので、AD変換器201の出力が所定範囲内に調整される。
The
[4] 蓄電ユニット210の動作
次に、蓄電ユニット210の動作について説明する。
図4は、AD変換器201が出力する電流量とAD変換の効率との関係を示すグラフである。図4に示されるように、AD変換器201の変換効率は出力電流量が0Aから増大するに従って向上し、最適効率を過ぎると、低下する。
[4] Operation of
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of current output from the
本実施の形態においては、AD変換器201が出力する電流量が約6AのときにAD変換効率が最も高くなり、約85%となる。また、出力電流量が4.4A(Ilow)以上で9.2A(Ihigh)以下の範囲内にあるときにはAD変換効率が80%以上となる。
図5は、低圧負荷211が消費する電流量とAD変換器201の出力電流量、蓄電ユニット210が充放電する電流量の関係を示すグラフである。図5に示されるように、低圧負荷211が消費する電流量がIlowを下回る場合には、AD変換器201の出力電流量がIlowに等しくなるように、蓄電ユニット210に蓄電電流が入力される。
In this embodiment, when the amount of current output from the
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of current consumed by the low-
また、低圧負荷211の消費電流量がIlowからIhighまでの範囲内にある場合には、蓄電ユニット210の充放電は行わず、AD変換器201のみから低圧負荷211に給電する。
更に、低圧負荷211の消費電流量がIhighを超える場合には、AD変換器201の出力電力量がIhighに等しくなるように、蓄電ユニット210からも低圧負荷211に給電する。
Further, when the current consumption amount of the
Further, when the current consumption amount of the
低圧負荷211が、例えば、コピー時やプリント時など画像形成を行う際に6A以上の電流を消費し、待機時には2A程度、省エネモードでは1A程度の電流を消費するとしても、上記のようにすれば、AD変換器201の変換効率を常に80%以上に維持することができるので、画像形成装置1の消費電力を節約することができる。
[5] 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
Even if the low-
[5] Modifications Although the present invention has been described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(1) 上記実施の形態においては、AD変換器201の変換効率を80%以上に維持する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、80%以外の値を基準にしても良い。
(2) 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、蓄電ユニット201が備える蓄電池の数は1つに限られず、複数の蓄電池を並列に接続しても良いし、使用する蓄電池を切り替えても良い。
(1) In the above embodiment, the case where the conversion efficiency of the
(2) Although not particularly mentioned in the above embodiment, the number of storage batteries provided in the
蓄電池にはニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池、リチウムイオン電池、電気2重層コンデンサを用いれば良い。
ニッケル水素電池の定格容量には数百mAhから1万mAhまであり、寿命をあまり短縮させることなく安全に充電できる充電電流が1クーロン以下であるものが一般的である。この1クーロン以下とは、例えば、定格容量が1000mAhならば充電電流が1A以下であることをいう。
A nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a lithium ion battery, or an electric double layer capacitor may be used as the storage battery.
Nickel metal hydride batteries have a rated capacity of several hundred mAh to 10,000 mAh, and generally have a charging current of 1 coulomb or less that can be safely charged without significantly reducing the service life. This 1 coulomb or less means that, for example, if the rated capacity is 1000 mAh, the charging current is 1 A or less.
(3) 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、低圧負荷211のうち、制御コントローラ部はCPU(Central Processing Unit)や、メモリ、ハードディスク、認証装置、FAXコントローラ、標準プリンタコントローラ、オプションプリンタコントローラ、画像処理コントローラ、スキャナコントローラ、操作パネルコントローラ等を含んでいても良い。
(3) Although not particularly mentioned in the above embodiment, the control controller unit of the low-
また、プリンタエンジン部はメカコントローラ回路や駆動部品(モータ、ソレノイド、電磁クラッチ等)、各種センサ、画像プロセス部品、オプション装置(自動原稿読取装置、課金装置、排出紙仕分け装置等)等を含んでいても良い。
(4) 上記実施の形態においては、低圧負荷211の消費電流量に比例して蓄電ユニットが充放電する電流量を変化させる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、AD変換器201の変換効率が所望の値以上となりさえすれば、蓄電ユニットの充放電量が他の値をとっても良い。
The printer engine unit includes a mechanical controller circuit, driving parts (motors, solenoids, electromagnetic clutches, etc.), various sensors, image process parts, optional devices (automatic document reading device, billing device, discharged paper sorting device, etc.), etc. May be.
(4) In the above embodiment, the case where the amount of current charged / discharged by the power storage unit is changed in proportion to the amount of current consumed by the low-
例えば、蓄電ユニットは充電、放電の何れにおいても、それぞれ一定の電流量で充放電を行っても良い。すなわち、低圧負荷211が消費する電流量IconsumeがIlowを下回る場合には、蓄電ユニットの充電電流Ichargeが式
Ilow ≦ Icharge + Iconsume ≦ Ihigh
を満たせば良い。また、低圧負荷211の消費電流量がIhighを超える場合には、蓄電ユニットの放電電流Idischargeが式
Ilow ≦ Icharge − Iconsume ≦ Ihigh
を満たせば良い。このようにすれば、蓄電ユニットの充放電電流がそれぞれ一定量であっても、本発明の効果を得ることができる。
For example, the power storage unit may be charged and discharged with a constant current amount in both charging and discharging. That is, when the amount of current consumed by the low-
Should be satisfied. When the current consumption amount of the low-
Should be satisfied. In this way, the effects of the present invention can be obtained even when the charge / discharge current of the power storage unit is a fixed amount.
本発明に係る本発明は、画像形成装置の消費電力を削減する技術として有用である。 The present invention according to the present invention is useful as a technique for reducing power consumption of an image forming apparatus.
1……………………画像形成装置
200………………安定化電源
201………………AD変換器
202………………電流検出器
203………………駆動回路
210………………蓄電ユニット
211………………低圧負荷
212………………高圧負荷
Vref1、Vref2…基準電圧源
301、305……継電器
302………………充電電流調整部
303………………蓄電池
304………………放電電流調整部
310………………抵抗素子
311〜313……比較器
1 ………………
Claims (1)
前記変換器からの直流電力の一部を分岐して蓄電する一方、蓄電した直流電力を前記負荷回路に給電する蓄電手段と、
前記負荷回路が消費する電流量が、前記変換器の変換効率が所定値以上となる電流量の範囲より低い場合は、前記変換器が前記負荷回路へ出力する電流量と、前記変換器が前記蓄電手段へ出力する電流量との合計が前記範囲内になるように、前記蓄電手段へ出力する電流量を調整し、
前記負荷回路が消費する電流量が、前記範囲を超える場合は、前記変換器が出力する電流量が前記範囲内となるように、前記蓄電手段から前記負荷回路への給電量を調整する調整手段と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 A converter that receives AC power, converts it to DC power, and feeds the load circuit;
While power storage branches a part of the DC power from the converter, a power storage unit for supplying a power storage and DC power to the load circuit,
The amount of current the load circuit is consumed, if the conversion efficiency of the transducer is lower than the range of the amount of current equal to or greater than a predetermined value, the current amount of the converter output to the load circuit, said converter wherein as the sum of the current amount to be output to the accumulator unit is within the above range, by adjusting the amount of current to be output to the accumulator unit,
When the amount of current consumed by the load circuit exceeds the range, the adjusting unit adjusts the amount of power supplied from the power storage unit to the load circuit so that the amount of current output from the converter is within the range. When the image forming apparatus according to claim Bei obtain <br/> things.
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