JP5219585B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関し、特に、負荷の駆動電源として充電可能な補助電源を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process, and more particularly, to an image forming apparatus including an auxiliary power source that can be charged as a driving power source for a load.
複写機、静電プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置では、感光体ドラム上に光を照射して得られた静電潜像を現像剤(以下、「トナー」という。)で現像することによって画像形成が行われる。そして、転写紙上にトナー像が転写された後、この未定着トナー像を担持する転写紙が定着装置へ搬送される。 In an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, an electrostatic printer, or a facsimile, an electrostatic latent image obtained by irradiating light onto a photosensitive drum is used as a developer (hereinafter referred to as “toner”). The image is formed by developing at. Then, after the toner image is transferred onto the transfer paper, the transfer paper carrying the unfixed toner image is conveyed to the fixing device.
定着装置は、円筒状芯金の表面に離型性樹脂被膜を形成して成る加熱ローラと、これに圧接し、弾性体層を表面に有する加圧ローラとを備える。定着装置では、加熱ローラの表面温度が所定の定着温度に達した状態で、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に未定着トナー像を担持する転写紙を、トナー像面が加熱ローラに接するように通紙させる。そして、熱と圧力によりトナー像を転写紙面に融着させて定着させる。このような定着装置(熱ローラ定着装置)が画像形成装置に広く使用されている。 The fixing device includes a heating roller formed by forming a releasable resin film on the surface of a cylindrical metal core, and a pressure roller which is in pressure contact with the elastic roller layer on the surface. In the fixing device, the surface of the heating roller reaches a predetermined fixing temperature, and the toner image surface is a transfer roller carrying an unfixed toner image in the nip portion between the heating roller and the pressure roller. Pass the paper so that it touches the. Then, the toner image is fused and fixed to the transfer paper surface by heat and pressure. Such a fixing device (heat roller fixing device) is widely used in image forming apparatuses.
熱ローラ定着装置では、立ち上げ時に、所定の立ち上げ時間内に加熱ローラを所定の定着温度に上昇させる必要があるため、多量の熱すなわち電力を必要とする。近年は、この立ち上げ時間の短縮化のために加熱ローラを薄肉化して熱容量を減少させる手法が採られているが、この手法では印字動作中に定着装置を通過する転写紙によって熱を奪われやすくなる。そのため、印字動作中に、特に装置立ち上げ直後の印字動作中に、より多くの加熱つまり電力が必要になる。 In the heat roller fixing device, since it is necessary to raise the heating roller to a predetermined fixing temperature within a predetermined start-up time, a large amount of heat, that is, electric power is required. In recent years, a method has been adopted to reduce the heat capacity by reducing the thickness of the heating roller in order to shorten the start-up time. In this method, heat is taken away by the transfer paper passing through the fixing device during the printing operation. It becomes easy. Therefore, more heating, that is, electric power is required during the printing operation, particularly during the printing operation immediately after starting up the apparatus.
さらに、画像形成装置には、原稿読取時に動作する自動原稿給送装置(ADF)を備えた画像読取部や、画像形成が終了した転写紙の丁合や製本などの後処理を受け持つ後処理装置などが追加され、全体での消費電力は増加する傾向にある。 Further, the image forming apparatus includes an image reading unit provided with an automatic document feeder (ADF) that operates at the time of document reading, and a post-processing device that performs post-processing such as collation and bookbinding of transfer paper after image formation is completed. As a result, the overall power consumption tends to increase.
一方、一般に使用できる商用電源には、消費電流の合計が最大15Aなどの規格があり、単一のプラグから供給できる電力には限りがある。これを超過する電力を使用する場合は、電源工事が必要となり、使用者に負担を強いるので好ましくない。そのため、特許文献1、2のように、装置不使用時に、蓄電可能な補助電源に電力を蓄電しておき、装置の消費電力が増加したときには一部の負荷に該補助電源より電力を供給することが提案されている。この手法では、商用電源からまかなう最大消費電力を低減させる、いわゆる電力平準化が可能となる。
On the other hand, generally available commercial power supplies have standards such as a maximum total current consumption of 15 A, and power that can be supplied from a single plug is limited. When power exceeding this is used, power supply work is required, which imposes a burden on the user and is not preferable. Therefore, as in
近年では、このような充電式の蓄電手段として内部抵抗が小さく、大電流での充放電が可能な電気2重層キャパシタなどが大容量化されて実用化されてきている。
しかしながら、上述した充電式の補助電源については、充分に充電されていないと十分な電力を供給することができない。また、非使用時でも漏れ電流などによる電荷の減少を避けることができないので、非充電状態では徐々に蓄積電力が減少する。このことから上記特許文献1では、装置立ち上げ時に補助電源を使用して定着装置に電力を供給しているが、補助電源が満充電でない場合は所望の加熱ができないので所定の時間内で目標の定着温度に達することができない。その結果、印字開始が遅延して画像形成の効率が低下するおそれがある。
However, the rechargeable auxiliary power source described above cannot supply sufficient power unless it is sufficiently charged. Further, since it is impossible to avoid a decrease in charge due to leakage current even when not in use, the stored power gradually decreases in a non-charged state. For this reason, in
また、近年では、定着装置が使用可能になるまでの時間を短縮するために、上述したローラ薄肉化に加えて、加熱源として誘導加熱方式を利用した、いわゆるIH式の加熱装置も使用されている。しかしながら、この場合、充電式の補助電源からの出力電流が直流であることから、交流印加を必要とするIH加熱には補助電源からの電力を重畳することが困難である。また、特許文献3のように、補助電源で駆動する専用の加熱源を備える構成では、定着装置全体が大きくなり、費用も高価になる。
In recent years, in order to shorten the time until the fixing device can be used, in addition to the roller thinning described above, a so-called IH type heating device using an induction heating method as a heating source has been used. Yes. However, in this case, since the output current from the rechargeable auxiliary power source is a direct current, it is difficult to superimpose the power from the auxiliary power source on the IH heating that requires the application of an alternating current. Further, in the configuration including a dedicated heating source driven by an auxiliary power source as in
一方、特許文献2は、定着装置の加熱以外の電力を補助する構成も含まれるが、電力補助切り換えや充電電流決定に各負荷の使用電力予測を用いているため、動作モードが多岐にわたる近年の複合画像形成装置においては制御が煩雑となる。その上、複数の負荷の同時動作時に瞬間電力の計算に誤差が大きくなり、商用電源が供給可能な最大電力を長時間超過するおそれがある。
On the other hand,
また、図6で示すように、定着装置の加熱にハロゲンランプを利用した場合、ランプの消費電力が一定なために平均電力(平均消費電力)を調整するときは、その点灯比率が調整される。そのため、瞬間最大消費電力はランプ点灯期間中定であり、減少することは無い。従って、余剰電力を補助電源の充電に使用するとしても、最大消費電力を低下させることはほぼ不可能である。 Further, as shown in FIG. 6, when a halogen lamp is used for heating the fixing device, the lighting ratio is adjusted when adjusting the average power (average power consumption) because the power consumption of the lamp is constant. . Therefore, the instantaneous maximum power consumption is constant during the lamp lighting period and does not decrease. Therefore, even if the surplus power is used for charging the auxiliary power supply, it is almost impossible to reduce the maximum power consumption.
また、補助電源への充電が断続的になり、効率的ではない。さらに、充電速度を速くするためには、充電時の充電電流を大きくしなければならないので、充電電流供給側の電源容量も大きくなる。 In addition, charging to the auxiliary power source becomes intermittent and not efficient. Furthermore, in order to increase the charging speed, the charging current at the time of charging must be increased, so that the power supply capacity on the charging current supply side also increases.
本発明は、充電可能な補助電源を使用して本体の最大消費電流を低減すると共に該補助電源を余剰電力で効率的に充電することで極力生産性を低下させず最大消費電流を供給可能な最大電流以下に調整することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention uses a rechargeable auxiliary power supply to reduce the maximum current consumption of the main body and efficiently charge the auxiliary power supply with surplus power so that the maximum current consumption can be supplied without reducing productivity as much as possible. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can be adjusted to a maximum current or less.
上記目的を達成するために、請求項1記載の画像形成装置は、複数の負荷を動作させて用紙に画像を形成する画像形成装置において、商用電源に接続され、前記複数の負荷に直流の電力を供給する第1の電力供給手段と、前記第1の電力供給手段から供給される電力により充電され、且つ前記複数の負荷の少なくとも1つの特定負荷に対して直流の電力を供給する第2の電力供給手段と、前記特定負荷に対して前記第1の電力供給手段と前記第2の電力供給手段のいずれか一方から電力供給するように電源経路を切り換える切換手段と、前記商用電源から供給される電流が前記商用電源の最大供給電力を超えないように前記第2の電力供給手段の充電電流を制御するとともに、前記切換手段により前記第1の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給されている状態で、前記特定負荷の駆動電流が第1の所定値まで増加した場合、前記特定負荷への電0力供給を前記第2の電力供給手段から行うように前記切換手段を制御し、前記第2の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給している状態で、前記第2の電力供給手段の出力電流が第2の所定値以下に低下すると前記第1の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給するように前記切換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to
本発明によれば、画像形成装置の総消費電力を低下させることができ、その結果、商用電源が供給可能な最大電力を長時間超過することを防止することができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the total power consumption of the image forming apparatus, and as a result, it is possible to prevent the maximum power that can be supplied by the commercial power source from being exceeded for a long time.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置が適用された複写機の概略構成を示す縦断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a copying machine to which an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
図1において、本実施形態における画像形成装置は、電子写真プロセスを利用した複写機であり、原稿から画像を読み取る画像読み取り手段としてのリーダ部100と、読み取った画像を用紙(転写紙)に印刷するプリンタ部200とで構成される。
In FIG. 1, an image forming apparatus according to the present embodiment is a copying machine using an electrophotographic process, and a
リーダ部100は、自動原稿給送装置300を備え、原稿を単独若しくは連続して読み取り可能な画像読取装置である。自動原稿給送装置300は、原稿積載台(不図示)に載置された原稿を原稿台ガラス2上の所定位置に給送する。
The
また、リーダ部100は、原稿照明ランプ3、走査ミラー5等で構成されるスキャナ4を備える。スキャナ4は、自動原稿給送装置300により原稿が原稿台ガラス面に載置されると、スキャナ4が所定方向に走査されて原稿反射光を走査ミラー5〜7を介してレンズ8を通過してイメージセンサ部101に結像する。
Further, the
プリンタ部200は、レーザースキャナで構成される露光制御部10と、制御部202と、感光体ドラム11と、現像器12,13と、用紙供給部14,15と、転写分離帯電器16を備える。露光制御部10は、制御部202内の画像信号制御部(不図示)から出力される画像データに基づいて変調された光ビームを感光体ドラム11に照射する。
The
現像器12,13は、感光体ドラム11に形成された静電潜像を所定色の現像剤(トナー)で可視化する。用紙供給部14,15は、収容手段として定形サイズの用紙が収容され、給送ローラの駆動によりレジストローラ25の配置位置まで給送されて一時停止し、その後、感光体ドラム11に形成される画像との画像先端合わせタイミングをとられた状態で再給紙される。
The developing
感光体ドラム11に現像されたトナー像が用紙に転写された後、該用紙が転写分離帯電器16により感光体ドラム11から分離され、搬送ベルトを介して定着部(定着装置)211へ搬送される。定着部211は、金属で形成された定着ローラ22および加圧ローラ17と、磁界を発生させるコイルとを備え、コイルで発生される磁界により該定着ローラ22を発熱させる誘導加熱式により構成される。
After the toner image developed on the
定着部211は、定着ローラ22と加圧ローラ17の対向部で形成されるニップを用紙が通過することでトナー像の用紙への圧接加熱定着を行う。画像形成が終了した用紙は、排紙ローラ18により排紙トレイ20に積載排紙される。方向フラッパ21は、画像形成の終了した用紙の搬送方向を排紙口と内部搬送路方向に切り換え、多重/両面画像形成プロセスに備える。排紙センサ19は、用紙の排紙搬送状態を監視する。
The fixing
以上説明したように、複写機は、一様に帯電された感光体ドラム11上に画像データに基づいて変調されたレーザ光を順次照射することにより静電潜像を形成した後、該静電潜像にトナーを供給することで感光体ドラム上にトナー像を形成する。そして、用紙供給部14等より搬送された用紙にトナー像を画像転写位置において転写して該用紙上に画像を形成し、その後、定着部211により該画像を用紙に圧接加熱定着させる。
As described above, the copying machine forms an electrostatic latent image by sequentially irradiating the uniformly charged
図2は、図1の複写機における電力供給に関わる部分の構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a portion related to power supply in the copying machine of FIG.
商用電源201は、外部から複写機内にAC電力を入力する電力供給源である。商用電源201からプリンタ部200に供給可能な最大電流値は15Aである。商用電源201は、定着部211、DC電源204、及び不図示の用紙ヒータや本体内各部に配置された環境ヒータなどのAC負荷212に接続されている。
The
DC電源204(第1の電力供給手段)は、用紙搬送用のモータ、ソレノイドなどアクチュエータ類やセンサ、表示用LEDなどのDC負荷213や、リーダ部100等の複写機内部で動作する複数の負荷に対して電力を供給する。
The DC power supply 204 (first power supply means) includes a plurality of loads that operate inside a copying machine such as a
制御部202は、プリンタ部200内の各部の動作を制御する。キャパシタモジュール203(第2の電力供給手段)は、例えば、複数の大容量の電気二重層キャパシタを直列に接続して構成される。そして、キャパシタモジュール203は、DC電源204から供給される電力を蓄積可能で、且つリーダ部100を所定時間駆動する電力(電圧Vr×電流Ir´)を供給可能な補助電源である。電流Ir´は、自動原稿給送装置300を含むリーダ部100を駆動するためのリーダ部駆動電流である。
The
206は、リーダ部100に対して、DC電源204とキャパシタモジュール203のいずれか一方から電力供給するように切り換える切換スイッチ(切換手段)である。切換スイッチ206は、制御部202からの切り換え信号208によって制御される。
制御部202(制御手段)は、切換スイッチ206がDC電源204側に切り換えられているときに、第1のDC電流検知部214により、リーダ部100へ供給される電力の電流Ir(リーダ部駆動電流)を測定する。また、制御部202は、切換スイッチ206がキャパシタモジュール203側に切り換えられているときに、第2のDC電流検知部216により、リーダ部100へ供給される電力の電流Ibackup(放電電流)を測定する。さらに、制御部202は、キャパシタ電圧検知信号210によりキャパシタモジュール203の端子電圧Vcap(充電電圧)を測定し、キャパシタモジュール203が供給可能な残電力を測定する。
When the
電流制御FET207は、DC電源204からキャパシタモジュール203への充電電流Ichgを制御する。充電電流Ichgは、制御部202からの電流制御FET207を駆動制御する充電電流制御信号209の周波数及びON比率で決定され、変更可能である。電流制御FET207とDC電源204は、DC電源204の出力から所定の電流を取り出してキャパシタモジュール203に供給する充電手段としての定電流源を構成している。電流制御FET207のソース側には、逆流防止用ダイオード215を介してキャパシタモジュール203が接続される。定着部211には、商用電源201から誘導加熱を行うための電流Ifixが供給される。
The
次に、図1の複写機における電力の制御方法について図3、図7および図8を用いて説明する。 Next, a power control method in the copier of FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
図3は、複写機の各動作モードにおけるItotal、Vcap、Ichg、及び定着部211の平均電力の遷移を示す状態遷移図である。図7および図8は、複写機における電力の制御処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a state transition diagram showing transition of average power of Itotal, Vcap, Ichg, and fixing
装置の電源立ち上げ時に、制御部202は、キャパシタモジュール203が充電モードとなる様に切換スイッチ206をDC電源204側に切り換える信号を出力する(図7のステップS701)。これにより、キャパシタモジュール203は充電モードとなる(図3の301)。
When the apparatus is powered on, the
定着部211は、定着ローラ22を所定時間内に目標とする定着温度にするために最大電力で動作している。このときには感光体ドラム11への像形成動作が不能なので、他のモータなどの負荷は動作しない。従って、AC総電流(Itotal)はACの上限電流(AC最大電力相当電流)以下である。但し、放電などによりキャパシタモジュール203の端子電圧Vcapがコンデンサ飽和電圧に達していない場合、充電電流Ichgを流したときは、ACの上限電流を超過する恐れがある。そのため、制御部202は、充電電流制御信号209によって電流制御FET207の駆動を停止し、充電電流Ichg=0になるよう充電電流制御信号を制御する(図7のステップS702)。
The fixing
定着部211は定着ローラ22が目標の温度に達すると待機状態になり、定着部211が消費する電力が定着ローラ22の温度を一定に保つのに必要な値まで減少する。その結果、余裕電力が生じ、キャパシタモジュール203への充電が可能となる。この待機状態において、制御部202は、総電力がAC最大電力を超過しないよう充電電流Ichgが所定値になる様に充電電流制御信号を出力する(図7のステップS703)。その結果、キャパシタモジュール203が充電される(図3の302)。
When the fixing
制御部202は、キャパシタモジュール203の端子電圧Vcapが上限電圧(コンデンサ飽和電圧)まで達したか否かを判断する(図7のステップS704)。そして、端子電圧Vcapが上限電圧まで達すると、制御部202は、再び充電電流Ichg=0になる様に充電電流制御信号を制御する(図7のステップS705)。その結果、充電は停止する。
The
そして、上述の待機状態において、定着部211は、定着ローラ22の温度を待機中の目標温度に保つように、必要に応じて定着部211の平均消費電力(定着平均電力)をPfix3に増加させる(図7のステップS706)。
In the standby state described above, the fixing
待機中に自動原稿給送装置300に原稿が積載され、コピー開始が指示されると、リーダ部100が原稿の搬送及び照明のために原稿照明ランプ3の点灯、リーダ部100の駆動などのために消費電力が増加する。すなわち、リーダ部駆動電流Irが増加する。読み取った原稿画像は、制御部202内のHD(ハードディスク)など不図示の記憶装置に記憶される。
When a document is loaded on the
続いて該画像を用紙上に印字する印字動作が開始される。印字動作が開始されると、定着部211は、用紙の通過で奪われる熱を補給すべく、定着ローラ22の温度を目標温度に保つように、定着部211の平均消費電力(定着平均電力)をPfix1に増加させる(図7のステップS707)。
Subsequently, a printing operation for printing the image on a sheet is started. When the printing operation is started, the fixing
また、他のモータ、ソレノイドなどの負荷も、用紙を用紙供給部14,15から画像形成部を介して排紙トレイ20まで所定のシーケンスで搬送するなどの動作を行うので、AC消費電流Itotalが増加する。その結果、最大消費時にはAC電力上限値(AC最大電力相当電流)を超過してしまう。そこで、制御部202は、第1のDC電流検知部214を介してリーダ部駆動電流Ir(Ir’)が所定値まで増加したか否かを判断する(図7のステップS708)。リーダ部駆動電流Ir(Ir’)が所定値まで増加したことを検知することにより、印字動作と並行してリーダ部100も動作していることを判断する。次に、制御部202は、キャパシタモジュール203に蓄積された電力をDC/DCコンバータ205を介してリーダ部100へ供給するよう、切り換え信号208で切換スイッチ206をキャパシタモジュール203側に切り換える(図7のステップS709)。これにより、キャパシタモジュール203は放電モードとなる(図3の303)。その結果、DC電源204の出力電流が減少するので、AC消費電流Itotalも減少してAC最大電力以下となる。
In addition, loads such as other motors and solenoids perform operations such as transporting paper in a predetermined sequence from the
一方、キャパシタモジュール203の出力電流Ibackupは、リーダ部100が動作している間はIr’である。そのまま、キャパシタモジュール203からの電力供給を継続していくとキャパシタモジュール203の残電力が少なくなり、それに比例してキャパシタモジュール203の端子電圧Vcapが減少していく。但し、リーダ部100に与える電圧Vrは、前述のようにキャパシタモジュール203の端子電圧Vcapによらず、DC/DCコンバータ205で調整されて一定である(図3の303)。
On the other hand, the output current Ibackup of the
一般に、原稿の読み取りの所要時間は1枚の読取時間×枚数であるのに対して、印字動作は複数部印刷が指定される場合など原稿読取動作が先に終了し印字動作が継続されることがある。そこで、制御部202は、第2のDC電流検知部216によりキャパシタモジュール203の出力電流Ibackupが一定値以下に低下したか否かを判断する(図7のステップS710)。
In general, the time required for reading a document is one reading time × number of sheets, but the printing operation is finished first and the printing operation is continued, for example, when multiple copies are designated. There is. Therefore, the
そして、Ibackupが一定値以下になると、制御部202は、原稿読み取り動作終了と判断し、再び切り換え信号208により切換スイッチ206をDC電源204側に切り換える(図7のステップS711)。これにより、キャパシタモジュール203は放電を停止し、充電モードとなる(図3の304)。但し、充電電流Ichg=0なので、充電は行われない。
When Ibackup becomes a certain value or less, the
一方、リーダ部100が停止しているので、リーダ部駆動電流Irは所定値以下であり、AC消費電流Itotalも減少してAC最大電力以下となる(図3の304)。このとき、一般的な複写機では、印字動作が終了していなくても次の複写動作のために、予めリーダ部100で原稿の画像を読み取って記憶したり、又はLANなどのネットワークを介して外部へ送信するなどの動作を行うことが可能である。
On the other hand, since the
印字中に、その印字動作とは関係なく、再度リーダ部100が使用されると、リーダ部駆動電流Irは増加する。そこで、制御部202は、リーダ部駆動電流Irが所定値まで増加したか否かを判断する(図8のステップS712)。そして、リーダ部駆動電流Irが所定値まで増加すると、制御部202は、再度キャパシタモジュール203からリーダ部100に電力供給するように、切換スイッチ206をキャパシタモジュール203側に切り換える(図8のステップS713)。これにより、キャパシタモジュール203は放電モードとなる(図3の305)。
Regardless of the printing operation during printing, when the
その後、キャパシタモジュール203の残電力が減少していく。制御部202は、キャパシタ電圧検知信号210によりキャパシタモジュール203の端子電圧Vcapが下限値に到達したか否かを判断する(図8のステップS714)。下限値に達すると、制御部202は、切換スイッチ206を再びDC電源204側に切り換えて(図8のステップS715)、リーダ部100への電力供給が継続するように制御する。
Thereafter, the remaining power of the
切換スイッチ206の切り換えによりAC消費電流Itotalも再びリーダ部100の消費電流Ir分上昇する。そのため、制御部202は、定着部211を制御して定着平均電力をPfix2(定着消費最大電力)まで減らしてAC最大電力を超えないよう制御する(図8のステップS716)。このとき、定着部211の電力不足で定着温度が低下し過ぎないように、用紙の搬送速度を低下させるか若しくは搬送間隔を広げるなどの一時的に単位時間当たりの像形成枚数(生産性)を低下させる制御も行われる。
When the
制御部202は、2回目の原稿読み取り動作(読取2)が終了したことを第1のDC電流検知部214による測定結果に基づいて判断する(図8のステップS717)と、定着平均電力をPfix1に復帰させる(図8のステップS718)。更に、低下させた用紙の搬送速度若しくは搬送間隔を元に戻して生産性を回復させる。
When the
その後、印字動作が終了して装置が待機状態に入ると、充電電流Ichgを所定値に設定してキャパシタモジュール203を充電する(図8のステップS719)。その結果、キャパシタモジュール203の端子電圧Vcapも再び上昇していくので、制御部202は、再び飽和電圧に達したことを検知すると(図8のステップS720)、充電電流Ichg=0にし、充電を終了する(図8のステップS721)。その後は、ステップS706以降を繰り返す。
Thereafter, when the printing operation is completed and the apparatus enters a standby state, the charging current Ichg is set to a predetermined value and the
上記第1の実施形態によれば、画像形成装置としての複写機において、特定負荷であるリーダ部100に対してDC電源204とキャパシタモジュール203のいずれか一方から電力供給するように切り換える切換スイッチ206を備える。そして、第1のDC電流検知部214により測定された特定負荷への供給電力とその他の負荷の使用電力との合計が、商用電源201が供給可能な最大電力を越える場合、特定負荷への電力供給をキャパシタモジュール203から行うように切換スイッチを制御する。これにより、画像形成装置全体での総消費電力が、商用電源が供給可能な最大電力を超過する場合でも、特定負荷を充電可能な電力供給源からの電力で駆動するよう電源経路を切り換えるので、総消費電力を低下させることが可能である。
According to the first embodiment, in the copying machine as the image forming apparatus, the
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成(図1)が上記第1の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、以下に、上記第1の実施の形態と異なる点のみを説明する。
[Second Embodiment]
The image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention has the same configuration (FIG. 1) as that of the image forming apparatus according to the first embodiment. Hereinafter, the image forming apparatus according to the first embodiment will be described. Only the differences will be described.
図4は、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置における電力供給に関わる部分の構成を示すブロック図である。なお、図2に示す同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明は省略する。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a portion related to power supply in the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. Note that the same components shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図4において、サブDC電源402(第3の電力供給手段)は、リーダ部100への駆動電力の供給及びキャパシタモジュール203への充電電力の供給を専用に引き受ける補助電源である。従って、DC電源204はリーダ部100への電力供給及びキャパシタモジュールへの充電には関与しない。第3の電流検知部401(電流測定手段)は、リーダ部100への電流Irとキャパシタモジュール203への充電電流Ichgの合計を測定して、制御部202へ報知する。FAN403は、サブDC電源402を主に冷却するための冷却手段としてのファンである。
In FIG. 4, a sub DC power source 402 (third power supply unit) is an auxiliary power source that exclusively takes over supply of drive power to the
サブDC電源402が供給可能な最大電流をImaxsupとし、Imaxsup≒Irmax(Irmax:リーダ部電流Irの最大値)となるように充電電流を設定すると、サブDC電源402の電力供給能力を無駄に大きく設計することなく経済的である。また、サブDC電源402が供給可能な電力は、少なくとも特定負荷であるリーダ部100を連続駆動可能(複数枚の原稿の給送及び読取が可能)な容量とする。
When the maximum current that can be supplied by the sub DC power source 402 is Imaxsup, and the charging current is set so that Imaxsup≈Irmax (Irmax: the maximum value of the reader unit current Ir), the power supply capability of the sub DC power source 402 is unnecessarily increased. Economical without design. Further, the power that can be supplied by the sub DC power source 402 is set to a capacity capable of continuously driving at least the
上記第1の実施形態で説明したように、切換スイッチ206がサブDC電源402側に切り換えられることによってキャパシタモジュール203が放電停止すなわち充電可能な状態にある。このとき、制御部202は、プリンタ部200が動作中で無ければ、第3の電流検知部401による測定結果を元に、下式となるように、電流制御FET207によって充電電流Ichgを制御する。
As described in the first embodiment, the
Imaxsup=Ir+Ichg
このように、制御部202は、電流設定手段として、キャパシタモジュール203が充電可能な状態にある場合、リーダ部100への供給電力とキャパシタモジュール203への充電電力を所定の電流値で行うように制御する。この所定の電流値は、上述したように、サブDC電源402が供給可能な最大電流となる。そして、充電電流Ichgは、第3の電流検知部401による測定結果から、サブDC電源402が供給可能な最大電流を超えないように、制御部202により随時最適化される。
Imaxsup = Ir + Ichg
As described above, when the
また、印字中はAC消費電流ItotalがAC最大電流を超過しないように、第3の電流検知部401による測定結果に関わらず、充電電流Ichg=0とすればよい。
Further, the charging current Ichg = 0 may be set so that the AC consumption current Itotal does not exceed the AC maximum current during printing, regardless of the measurement result by the third
また、制御部202は、サブDC電源402の出力電流を第3の電流検知部401によって測定し、測定された出力電流が、例えば、Imaxsupの80%以上など所定値以上のとき、FAN403を定格電流で動作させるように制御する。これにより、サブDC電源の昇温を防止する。
Further, the
上記第2の実施形態によれば、リーダ部100への駆動電力の供給及びキャパシタモジュール203への充電電力の供給が可能なサブDC電源402を備える。そして、キャパシタモジュール203が電力供給していない場合、サブDC電源402がリーダ部100に電力供給する。そして、キャパシタモジュール203を所定の電流値で充電するように電源経路を切り換える。これにより、充電可能な補助電力源を効率良く充電することができ、画像形成装置の生産性を高めることが可能である。
According to the second embodiment, the sub DC power source 402 that can supply the driving power to the
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成(図1)が上記第1の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、以下に、上記第1の実施の形態と異なる点のみを説明する。
[Third Embodiment]
The image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention has the same configuration (FIG. 1) as that of the image forming apparatus according to the first embodiment. Hereinafter, the image forming apparatus according to the first embodiment will be described. Only the differences will be described.
図5は、本発明の第3の実施形態に係る画像形成装置における各動作モードにおける時間経過時の状態遷移図である。なお、図3に示す同一の構成要素については統一の符号を付して、その説明は省略する。 FIG. 5 is a state transition diagram when time elapses in each operation mode in the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the same component shown in FIG. 3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図5において、1回目の原稿読み取り動作(読取1)が終了した後、2回目の原稿読み取り動作(読取2)が開始するまで、図3と同様に、読取休止時間Twaitが発生する。ここで、上記第1の実施形態では、切換スイッチ206をDC電源204側に切り換え、一旦放電モードから充電モードに切り換えていた(304)。
In FIG. 5, after the first document reading operation (reading 1) is completed, the reading pause time Twait occurs until the second document reading operation (reading 2) starts. Here, in the said 1st Embodiment, the
本第3の実施形態では、原稿読み取り動作終了後に直ちに放電モードから充電モードに切り換えず、該動作終了後から所定の時間(遅延時間Tdly)経過後に切り換える。すなわち、制御部202は、読取休止時間Twaitと遅延時間Tdlyとを比較して、Tdly>Twaitである場合は、放電モードから充電モードへの切り換え、すなわち切換スイッチ206による電源経路の切り換えを行わないように制御する。例えば、原稿読み取り動作が頻繁に行われる場合、切換スイッチ206が原稿読み取り動作のたびに頻繁に切り換えを行うことが無くなり、切り換え時の動作音の低減やSW部の機械的寿命を伸ばすことが可能である(501)。なお、遅延時間Tdlyは、リーダ部100の休止時電力によるキャパシタモジュール203の消費量を考慮して経験的に導かれるのが適当である。
In the third embodiment, the discharge mode is not switched to the charge mode immediately after the document reading operation is completed, but is switched after a predetermined time (delay time Tdly) has elapsed since the end of the operation. That is, the
また、制御部202は、キャパシタモジュールの残電力が所定の閾値以下のときは、切換スイッチをキャパシタモジュール側へ切り換えるのを禁止するとともに、装置内の総消費電力を、商用電源が供給可能な最大電力以下になるよう制御してもよい。
In addition, when the remaining power of the capacitor module is equal to or less than a predetermined threshold, the
本第3の実施形態では、上記第1の実施形態に適用した場合について説明したが、上記第2の実施形態に適用でき、同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the third embodiment, the case where the present invention is applied to the first embodiment has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to the second embodiment and the same effect can be obtained.
[第4の実施形態]
上記第1及び第2の実施形態において、キャパシタモジュール203により補助する特定負荷をリーダ部100とした。しかしながら、本体であるプリンタ部200に接続して、間欠動作する負荷であれば、これに限定されるものではなく、上記同様の制御方法で電力補助による電力平準化が可能である。
[Fourth Embodiment]
In the first and second embodiments, the specific load assisted by the
また、キャパシタモジュール203への充電電流の制御に電流制御FET207を使用したが、必要な可変電流をキャパシタモジュール203に与えることが可能であれば他の電流調整素子も使用可能である。
Further, although the
また、上記第1及び第2の実施形態では、連続的に充電可能な待機時以外は充電電流Ichg=0としたが、定着部211が誘導加熱式定着装置である場合は、当該定着部211に供給する電力は定着部温度に応じて連続的に可変される。定着部211へ一定の電力供給をしていても定着部211の温度が飽和していれば、定着部211に供給する電力を徐々に低下していくことができる。そして、その低下分に比例して充電電流Ichgを増加させ、キャパシタモジュール203の残電力低下を抑えることが可能である。
In the first and second embodiments, the charging current Ichg is set to 0 except during standby in which continuous charging is possible. However, when the fixing
上記第1〜第4の実施の形態では、プリンタ部200に接続された負荷としてリーダ部100を説明したが、これに限定されず、間欠動作する負荷であれば、他の周辺装置であってもよい。
In the first to fourth embodiments, the
100 リーダ部
200 プリンタ部
202 制御部
203 キャパシタモジュール
204 DC電源
205 DC/DCコンバータ
206 切換スイッチ
207 電流制御FET
211 定着部(定着装置)
212 AC負荷
213 DC負荷
214 第1のDC電流検知部
216 第2のDC電流検知部
DESCRIPTION OF
211 Fixing part (fixing device)
212
Claims (5)
商用電源に接続され、前記複数の負荷に直流の電力を供給する第1の電力供給手段と、
前記第1の電力供給手段から供給される電力により充電され、且つ前記複数の負荷の少なくとも1つの特定負荷に対して直流の電力を供給する第2の電力供給手段と、
前記特定負荷に対して前記第1の電力供給手段と前記第2の電力供給手段のいずれか一方から電力供給するように電源経路を切り換える切換手段と、
前記商用電源から供給される電流が前記商用電源の最大供給電力を超えないように前記第2の電力供給手段の充電電流を制御するとともに、前記切換手段により前記第1の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給されている状態で、前記特定負荷の駆動電流が第1の所定値まで増加した場合、前記特定負荷への電力供給を前記第2の電力供給手段から行うように前記切換手段を制御し、前記第2の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給している状態で、前記第2の電力供給手段の出力電流が第2の所定値以下に低下すると前記第1の電力供給手段から前記特定負荷へ電力供給するように前記切換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms an image on a sheet by operating a plurality of loads,
A first power supply means connected to a commercial power source and supplying DC power to the plurality of loads;
A second power supply means that is charged by the power supplied from the first power supply means and supplies DC power to at least one specific load of the plurality of loads;
Switching means for switching a power supply path so that power is supplied from one of the first power supply means and the second power supply means to the specific load;
The charging current of the second power supply means is controlled so that the current supplied from the commercial power supply does not exceed the maximum supply power of the commercial power supply, and the specific power is determined from the first power supply means by the switching means. In a state where power is supplied to the load, when the drive current of the specific load increases to a first predetermined value, the switching means is configured to supply power to the specific load from the second power supply means. When the output current of the second power supply means falls below a second predetermined value in a state where power is supplied from the second power supply means to the specific load, the first power supply means An image forming apparatus comprising: control means for controlling the switching means so as to supply power to the specific load .
前記収容手段から用紙を搬送する搬送手段とをさらに有し、
前記制御手段は、前記定着手段が消費する電力を低下させる際に、前記搬送手段による用紙の搬送間隔を広げる制御若しくは搬送速度を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 Storage means for storing paper,
Transport means for transporting paper from the storage means,
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit performs control to increase a sheet conveyance interval by the conveyance unit or control to decrease a conveyance speed when reducing the power consumed by the fixing unit. apparatus.
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