JP5481301B2

JP5481301B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5481301B2
Application number: JP2010171744A
Authority: JP
Inventors: 麻理子山澤
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP2012032595A

Description

本発明は電源としてスイッチング電源を備えた画像形成装置に関する。

複合機、プリンタ、コピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置の電源として、スイッチング電源が用いられている。スイッチング電源はスイッチング素子を利用して、入力電力を所望の出力電力に変換する装置である。スイッチング電源のうち、入力した直流電力を所望の直流電力に変換して出力する装置をＤＣ−ＤＣコンバータと称する。

スイッチング素子で生じる電力損失は負荷電流が減少すれば、スイッチング素子のオン抵抗による損失よりも、スイッチング損失の方が大きくなる。このためスイッチング電源の動作モードには通常の動作である通常モードの他に、バーストモードがある。バーストモードは負荷電流が小さい軽負荷時において、スイッチング損失を減らすために、例えばスイッチング素子を動作させる周波数を下げるモードである。

スイッチング電源のバーストモードは、例えば画像形成装置の省電力モードで実行される。省電力モードは待機モード又はスリープモードとも称されており、画像形成装置が予め設定された設定時間中に操作されない等の場合、画像形成装置は通常モードから省電力モードに移行する。省電力モードでは、例えば定着部のヒータをオフしたり、操作部で操作者の操作指示を受け付けるために必要な最小限の回路ブロックを残して他の回路部への電源供給を遮断したり、画像形成装置のＣＰＵを消費電力の少ない動作モードに移行させたりすることで、画像形成装置の消費電力を低減するようになっている。したがって、画像形成装置は、省電力モードにおいては軽負荷なので、スイッチング電源はバーストモードで動作する。

スイッチング電源として、負荷電流を基にしてシステムが待機モード又は定常の動作モードかを判定し、待機モードではスイッチング電源のスイッチング素子を動作させる周波数を低くし(バーストモード)、定常の動作モードではスイッチング素子を動作させる周波数を高くする(通常モード)ものが提案されている(例えば特許文献１参照)。このスイッチング電源では負荷電流を基にしたフィードバック制御により、通常モードとバーストモードを切り替えている。このため、スイッチング電源の出力電流の変化に対するスイッチング電源のモード変更のタイミングの遅れが不可避的に生じる。バーストモードではスイッチング素子を動作させる周波数を低くしているので、バーストモードでスイッチング電源の出力電流が急激に増加すると、スイッチング電源のトランスへの充電が間に合わずに出力電圧がドロップする(落ちる)可能性がある。

これに対して、プリンタの操作パネルが操作されることにより、プリンタのスリープモードから通常の動作モードへの復帰を事前に検知して、スイッチング電源をバーストモードから通常モードへ移行させるものが提案されている(例えば特許文献２参照)。このスイッチング電源によれば、上述したスイッチング電源の出力電流の変化に対するモード変更のタイミングの遅れは生じないので、出力電圧のドロップを防止することができる。

特開平７−１７０７２９号公報(段落００３０〜００３８) 特開平６−２５５１８４号公報(段落００３１、００３８〜００４０)

スイッチング電源はバーストモードにより、スイッチング電源の消費電力を下げることができるが、スイッチング電源のさらなる低消費電力化が望まれる。

本発明はスイッチング電源の低消費電力化を図れる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一の局面に係る画像形成装置は、画像形成装置の電源であり、通常モードと、出力電流が小さい軽負荷時にスイッチング損失を減少させる軽負荷時に適した低損失モードとを有しており、前記画像形成装置が省電力モード時に前記低損失モードで動作するスイッチング電源と、前記画像形成装置で各種ジョブの実行に用いられる複数の負荷と、前記複数の負荷のそれぞれを前記スイッチング電源と接続及び切り離しをする複数のスイッチと、前記複数のスイッチのうち、ジョブの実行に必要な負荷を前記スイッチング電源と接続するスイッチを特定するスイッチ情報を、前記各種ジョブのそれぞれと対応づけて予め記憶しているスイッチ情報記憶部と、前記各種ジョブについて、ジョブの実行に必要な各負荷の動作に必要な電流量の合計値に基づいて、前記スイッチング電源が前記低損失モードで実行されるジョブと、前記通常モードで実行されるジョブとに区別したモード情報を予め記憶しているモード情報記憶部と、前記省電力モード時において前記画像形成装置に前記各種ジョブのいずれかを実行する要求が発生した場合、前記実行が要求されたジョブについて、前記モード情報記憶部に記憶されている前記モード情報が前記低損失モードで実行されるジョブであることを示し、前記低損失モードで実行されるジョブであると判断すれば、前記スイッチング電源のモードを変更しない制御をし、前記モード情報が前記通常モードで実行されるジョブであることを示し、前記通常モードで実行されるジョブであると判断すれば、前記低損失モードから前記通常モードに前記スイッチング電源のモードを変更する制御をする電源制御部と、前記実行が要求されたジョブについて、前記スイッチ情報記憶部に記憶されている前記スイッチ情報を基にして前記複数のスイッチを制御することにより、当該ジョブの実行に必要な負荷を前記スイッチング電源と接続する制御をし、かつ当該ジョブの実行に必要でない負荷を前記スイッチング電源と切り離す制御をするスイッチ制御部と、を備える。

本発明によれば、画像形成装置の省電力モード時にジョブを実行する要求が発生した場合に、スイッチング電源が低損失モードで実行できるジョブについては、低損失モードから通常モードへ移行せずに低損失モードで実行するので、スイッチング電源の消費電力を下げることができる。

上記構成において、前記スイッチ制御部は、前記実行が要求されたジョブが前記通常モードで実行されるジョブであれば、前記電源制御部によって前記スイッチング電源のモードが前記低損失モードから前記通常モードに変更する制御がされた後に、前記複数のスイッチの制御をすることができる。

この構成によれば、実行が要求されたジョブがスイッチング電源の通常モードで実行されるジョブであれば、そのジョブの実行に用いられる負荷がスイッチング電源と接続される前に、スイッチング電源を低損失モードから通常モードへ移行させている。したがって、スイッチング電源を通常モードにした後に、ジョブが実行されてスイッチング電源の出力電流が増えるので、スイッチング電源の出力電圧がドロップすることを防止できる。

上記構成において、前記複数の負荷の少なくとも一つをＩＣにすることができる。

この構成によればスイッチング電源から電力を供給するか否かをＩＣ(集積回路)単位で選択できるので、スイッチング電源からの電力供給をきめ細かく制御でき、その結果、消費電力を低減することができる。

本発明によれば、スイッチング電源の低消費電力化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。図１に示す画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示すスイッチング電源の構成の一例を示す回路図である。図１に示す画像形成装置において、複数の負荷とスイッチング電源との接続関係の一例を示す図である。スイッチ情報の一例を示す表である。モード情報の一例を示す表である。各種ジョブの実行に必要なスイッチング電源の出力電流の大きさの一例を示す表である。本実施形態において、画像形成装置が省電力モード時にジョブを実行する要求が発生した場合の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を概略的に示す側面図である。図２は図１に示す画像形成装置１の電気的構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンタ、スキャナ及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。

画像形成装置１は本体部２と、本体部２の用紙搬出側、例えば左側に配設された後処理部３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部６と、本体部２の内部に配設された制御部１０と、スイッチング電源２００とを有している。また、画像形成装置１のフロント部には、略長方形の操作パネル４７が設けられている。

操作パネル４７はＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等からなる表示部４７３と、操作者から操作指示が入力される操作キー部４７６とを備える。操作キー部４７６は、スタートボタン４７１、及び節電キー４７２等を備える。

スタートボタン４７１はコピー動作やスキャン動作等の各動作を開始させる指示を操作者から受け付ける。節電キー４７２は画像形成装置１を、通常の動作を行う通常モードより消費電力が少ない省電力モードへ移行させる指示を操作者から受け付けるキーである。

表示部４７３はタッチパネルとＬＣＤとを組み合わせたタッチパネルユニット等から構成される。表示部４７３は種々の操作画面を表示すると共に、操作者が表示画面を押下することで種々の設定や機能の実行指令を入力することが可能とされている。

原稿読取部５はＣＣＤ(Charge Coupled Device)５１２及び露光ランプ５１１等からなるスキャナ５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２及び原稿読取スリット５３とを備える。スキャナ５１は図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを制御部１０へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット５３を介して原稿給送部６による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを制御部１０へ出力する。

原稿給送部６は原稿載置部６０１、給紙ローラ６０２、原稿搬送部６０３及び原稿排出部６０４を備える。給紙ローラ６０２は原稿載置部６０１にセットされた所要枚数分の原稿を一枚ずつ繰り出し、原稿搬送部６０３は繰り出される原稿を順次スキャナ５１の読み取り位置に搬送する。スキャナ５１は搬送される原稿の画像を順次読み取り、読み取られた原稿は原稿排出部６０４に排出される。原稿搬送部６０３はさらに原稿を表裏反転させて原稿読取スリット５３と対向する位置へ再搬送する用紙反転機構を備え、原稿の両面の画像を原稿読取スリット５３を介してスキャナ５１から読取可能にしている。

また、原稿給送部６はその前面側が上方に移動可能となるように本体部２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部６の前面側を上方に移動させて原稿台５２上面を開放することにより、原稿台５２の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等を操作者が載置できるようになっている。

本体部２は手差トレイ４６０、複数の給紙カセット４６１、複数の給紙ローラ４６２、画像形成部４、排出口２０９、排出トレイ４８、及び制御部１０等を備える。画像形成部４は像形成部４０、定着部４５、及び画像形成部４内の用紙搬送路中に設けられた種々の搬送ローラ等からなる用紙搬送部４６を備える。像形成部４０は転写ローラ４１、露光装置４２、感光体ドラム４３、及び現像装置４４を備える。

感光体ドラム４３は矢印方向に回転しながら帯電装置(図示省略)によって一様に帯電される。露光装置４２は原稿読取部５において読み取られた原稿の画像に応じて変調されたレーザ光を感光体ドラム４３上に走査し、ドラム表面に静電潜像を形成する。現像装置４４は黒色の現像剤を感光体ドラム４３に供給してトナー画像を形成する。

一方、給紙ローラ４６２は用紙が収納された手差トレイ４６０や給紙カセット４６１から用紙を引き出し、転写ローラ４１まで給送する。転写ローラ４１は搬送された用紙に感光体ドラム４３上のトナー像を転写させ、定着部４５は転写されたトナー像を加熱して用紙に定着させる。その後、用紙は本体部２の排出口２０９から後処理部３に搬入される。また、用紙は必要に応じて排出トレイ４８へも排出される。

後処理部３は搬入口３０１、用紙搬送部３０２、仕分け部３０３、用紙加工部３０４、搬出口３０５及びスタックトレイ３０６等を備える。この後処理部３には、印刷後に、ステープルやパンチなどの後処理が必要となった用紙が、本体部２の排出口２０９から搬入口３０１に搬入され、用紙搬送部３０２から仕分け部３０３に順次搬送され、適宜仕分け(ソート)や先端揃えが行われた後、用紙加工部３０４においてステープルやパンチなどの処理が行われ、搬出口３０５からスタックトレイ３０６へ排出される。スタックトレイ３０６は搬出口３０５から搬出された用紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。

制御部１０は装置全体の動作制御を司るもので、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ(Read Only Memory)と、データを一時的に記憶するＲＡＭ(Random Access Memory)と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部１０はＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、画像形成制御部１１、節電制御部１２、電源制御部１３、モード情報記憶部１４、スイッチ情報記憶部１５及びスイッチ制御部１６として機能する。

画像形成制御部１１は操作パネル４７によって受け付けられた各種設定や操作指示に応じて、画像形成部４及び後処理部３等、画像形成装置１の各部の動作を制御して、手差トレイ４６０や給紙カセット４６１に収容された用紙に原稿の画像を形成させる。

節電制御部１２は例えば節電キー４７２が押下されたり、操作パネル４７が予め設定された設定時間の間操作されなかったりした場合に、通常モードから省電力モードに移行する。

電源制御部１３は画像形成装置１が通常モードであるか、省電力モードであるかを示す情報、及び原稿読取部５、画像形成部４、後処理部３がそれぞれ動作中であるか否かを示す信号を、信号Ｓｐｗ(電力情報)としてスイッチング電源２００の接続端子２０２へ出力する。

モード情報記憶部１４、スイッチ情報記憶部１５及びスイッチ制御部１６については後で説明する。

画像形成装置１は、さらに通信部７及びＨＤＤ８を備える。通信部７はファクシミリ通信部７０１及びネットワークＩ／Ｆ部７０３を備える。ファクシミリ通信部７０１は相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部７０１は電話回線７０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部７０３はＬＡＮ(Local Area Network)７０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部７０３はＬＡＮ７０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

ＨＤＤ８は原稿読取部５から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等のデータの保存に利用される。

本実施形態に係る画像形成装置１の電源は、通常モードと軽負荷時の損失を低減する低損失モードとを有するスイッチング電源を前提としている。スイッチング電源２００はその具体例である。

図３は図２に示すスイッチング電源２００の構成の一例を示す回路図である。図３に示すスイッチング電源２００は、接続端子２０１，２０２，２０３，２０４、ダイオードブリッジＤ１、ダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５、コンデンサＣ１，Ｃ２、トランスＴ１、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３(スイッチング素子)、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６、フォトカプラＰＣ１、及びスイッチング制御部２０５を備えて構成されている。

接続端子２０３，２０４は商用交流電源ＡＣに接続される接続端子である。そして、接続端子２０３，２０４によって受電された交流電圧が、ダイオードブリッジＤ１で整流された後、コンデンサＣ１で平滑される。そして、コンデンサＣ１の両端電圧が、トランスＴ１の一次巻線とＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３の並列回路との直列回路に、印加される。

ＦＥＴＱ１のゲートは抵抗Ｒ１とダイオードＤ３とを介してスイッチング制御部２０５に接続されている。ＦＥＴＱ２のゲートは抵抗Ｒ２とダイオードＤ４とを介してスイッチング制御部２０５に接続されている。ＦＥＴＱ３のゲートは抵抗Ｒ３とダイオードＤ５とを介してスイッチング制御部２０５に接続されている。そして、ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５のカソード側が、スイッチング制御部２０５に接続されている。

これにより、スイッチング制御部２０５からの制御信号に応じてＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３がオンオフすると、トランスＴ１の一次巻線に高周波電流が流れて、電磁結合によりトランスＴ１の二次巻線に高周波電圧が誘起される。トランスＴ１の二次巻線に誘起された高周波電圧は、ダイオードＤ２で整流された後、コンデンサＣ２で平滑されて、直流電圧が生成される。

また、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３のターンオフ時には、ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５によってゲート電荷が放電されて、ターンオフ時間が短縮される結果、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３のスイッチング損失が低減されるようになっている。

この直流電圧が電源電圧Ｖｏｐとして、接続端子２０１を介して画像形成装置１の各部へ供給されるようになっている。この場合、スイッチング電源２００から電源電圧Ｖｏｐの供給を受ける画像形成装置１内の回路が、負荷回路の一例に相当している。後で説明する負荷は負荷回路と同じ意味ではなく、負荷とはスイッチによってスイッチング電源２００と接続及び切り離しされる単位(例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣ)のものである。

また、電源電圧Ｖｏｐは、抵抗Ｒ５，Ｒ６の直列回路で分圧される。そして、その分圧電圧が、フォトカプラＰＣ１を介してスイッチング制御部２０５へ出力される。これにより、電源電圧Ｖｏｐがスイッチング制御部２０５にフィードバックされるので、スイッチング制御部２０５は、フィードバックされた電圧が予め設定された目標値に近づくように、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３をオンオフさせるデューティ比を変化させることで、電源電圧Ｖｏｐを予め設定された一定の電圧にするようになっている。

また、スイッチング制御部２０５は電源制御部１３から接続端子２０２を介して受け付けられた信号Ｓｐｗに応じて、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３のうち直流電圧のスイッチングに用いるＦＥＴの数を決定する。

なお、接続端子２０１，２０２，２０３，２０４は制御部１０とスイッチング制御部２０５とを電気的に接続するものであればよく、例えば電極やコネクタ、端子台等であってもよく、ランドやパッド等の配線パターンであってもよい。

以上説明したスイッチング電源２００は軽負荷時において、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３のうち高周波スイッチングさせるＦＥＴの数を少なくすることでスイッチング損失を減少させる低損失モードを有している。例えば低損失モードでは高周波スイッチングさせるＦＥＴの数を１つに設定し、ＦＥＴＱ１のみオンオフさせ、ＦＥＴＱ２，Ｑ３はオフさせる。これに対して通常モードでは高周波スイッチングさせるＦＥＴの数を２つ又は３つに設定する。

本実施形態に係る画像形成装置１に用いることができるスイッチング電源は、通常モードと軽負荷時における損失を低減する低損失モードとを有していればよく、スイッチング電源２００の構成に限定されるものではない。低損失モードとしては、例えば、スイッチングの周波数を制御することにより、軽負荷時の損失を低減するモード、いわゆるバーストモードとして知られているモードを用いてもよい。

本実施形態では画像形成装置１が省電力モード時に各種ジョブを実行する要求が発生すると、ジョブに応じてスイッチング電源２００が低損失モードで動作する場合と通常モードで動作する場合とに分けている。これについて図４を用いて説明する。図４は画像形成装置１において、複数の負荷とスイッチング電源との接続関係の一例を示す図である。

負荷は画像形成装置１の各種ジョブの実行に用いられ、スイッチによってスイッチング電源２００と接続及び切り離しされる単位のものである。本実施形態では複数の負荷として、ＣＰＵ２１、ＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)２３、画像用ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)２５、通信用ＡＳＩＣ２７及びＨＤＤ８を例に説明する。なお、ジョブとは画像形成装置１に備えられる複数の負荷を組み合わせて実行されるものであり、操作者が図２に示す操作パネル４７を操作することにより発生するジョブ(例えばコピージョブ)と、通信部７を通して外部から画像形成装置１へ送られてきたジョブ(例えばファクシミリ受信ジョブ、プリンタジョブ)とがある。

ＣＰＵ２１は図２で説明した制御部１０に備えられており、ＣＰＵ２１については図２で説明している。ＳＤＲＡＭ２３は図２で説明した制御部１０に備えられるＲＡＭの一種であり、画像形成装置１のメインメモリとして機能する。画像用ＡＳＩＣ２５は制御部１０に備えられる。画像用ＡＳＩＣ２５は画像処理専用であり、画像データの各種処理(フィルタ等)に用いられる。

通信用ＡＳＩＣ２７は通信部７に備えられる。通信用ＡＳＩＣ２７は通信処理専用であり、通信部７での各種通信処理(パケット処理等)に用いられる。ＨＤＤ８は図２で説明したＨＤＤ８のことである。

画像形成装置１には、ＣＰＵ２１、ＳＤＲＡＭ２３、画像用ＡＳＩＣ２５、通信用ＡＳＩＣ２７、ＨＤＤ８のそれぞれに対応する複数のスイッチ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅが設けられている。これらのスイッチを区別しないときはスイッチ２９と記載する。各スイッチ２９は対応する負荷をスイッチング電源２００に接続及び切り離しをする。スイッチ２９としてはトランジスタを例示することができる。

図２で説明したように制御部１０は、電源制御部１３、モード情報記憶部１４、スイッチ情報記憶部１５及びスイッチ制御部１６として機能し、これらをまとめたものを省エネコントローラ３１と称する。省エネコントローラ３１の動作に必要な電力はスイッチング電源２００から供給される。

スイッチ情報記憶部１５は複数のスイッチ２９のうち、ジョブの実行に必要な負荷をスイッチング電源２００と接続するスイッチ２９を特定するスイッチ情報を、各種ジョブのそれぞれと対応づけて予め記憶している。図５はスイッチ情報の一例を示す表である。例えば、コピージョブの実行には、ＣＰＵ２１、ＳＤＲＡＭ２３及び画像用ＡＳＩＣ２５が用いられる。したがって、ＣＰＵ２１のスイッチ２９ａ、ＳＤＲＡＭ２３のスイッチ２９ｂ及び画像用ＡＳＩＣ２５のスイッチ２９ｃがオンし、通信用ＡＳＩＣ２７のスイッチ２９ｄ及びＨＤＤ８のスイッチ２９ｅがオフする。

ファクシミリ受信ジョブには、ファクシミリを受信して、受信した画像データから画像を用紙に形成して出力するジョブ(以下、ＦＡＸ受信画像出力ジョブ)と、ファクシミリを受信して、受信した画像データをＨＤＤ８に記憶するジョブ(以下、ＦＡＸ受信画像データ蓄積ジョブ)と、がある。

ＦＡＸ受信画像出力ジョブの実行には、ＣＰＵ２１、ＳＤＲＡＭ２３、画像用ＡＳＩＣ２５及び通信用ＡＳＩＣ２７が用いられる。したがって、ＣＰＵ２１のスイッチ２９ａ、ＳＤＲＡＭ２３のスイッチ２９ｂ、画像用ＡＳＩＣ２５のスイッチ２９ｃ及び通信用ＡＳＩＣ２７のスイッチ２９ｄがオンし、ＨＤＤ８のスイッチ２９ｅがオフする。

これに対して、ＦＡＸ受信画像データ蓄積ジョブの実行には、通信用ＡＳＩＣ２７及びＨＤＤ８が用いられる。したがって、ＣＰＵ２１のスイッチ２９ａ、ＳＤＲＡＭ２３のスイッチ２９ｂ、画像用ＡＳＩＣ２５のスイッチ２９ｃがオフし、通信用ＡＳＩＣ２７のスイッチ２９ｄ及びＨＤＤ８のスイッチ２９ｅがオンする。

モード情報記憶部１４は画像形成装置１で実行される各種ジョブについて、スイッチング電源２００が低損失モードで実行されるジョブと、通常モードで実行されるジョブとに区別したモード情報を予め記憶している。図６はモード情報の一例を示す表である。スイッチング電源２００が通常モードで実行されるジョブとして、コピージョブ、ＦＡＸ受信画像出力ジョブの他に、プリンタジョブやファクシミリ送信ジョブ等がある。低損失モードで実行されるジョブとして、ＦＡＸ受信画像データ蓄積ジョブ等がある。

低損失モードで実行されるジョブと通常モードで実行されるジョブとは、スイッチング電源２００の出力電流の大きさを基準にして分けられる。図７は各種ジョブの実行に必要なスイッチング電源２００の出力電流の大きさの一例を示す表である。動作に必要な電流として、ＣＰＵ２１はαｍＡ、ＳＤＲＡＭ２３はβｍＡ、画像用ＡＳＩＣ２５はγｍＡ、通信用ＡＳＩＣ２７はδｍＡ、ＨＤＤ８はεｍＡとする。スイッチング電源２００の出力電流が比較的小さくても実行できるジョブ(例えばＦＡＸ受信画像データ蓄積ジョブ)については、スイッチング電源２００が低損失モードで動作し、それ以外は通常モードで動作する。

電源制御部１３は画像形成装置１が省電力モード時に各種ジョブのいずれかを実行する要求が発生した場合、実行が要求されたジョブについて、モード情報記憶部１４に記憶されている図６に示すモード情報を基にして、低損失モードで実行されるジョブであるか、又は通常モードで実行されるジョブであるかを判断する。低損失モードで実行されるジョブと判断した場合、電源制御部１３はスイッチング電源２００のモードを低損失モードに設定する指示信号Ｓｐｗをスイッチング電源２００に出力することにより、スイッチング電源２００を低損失モードで動作させる制御をする。これに対して、通常モードで実行されるジョブと判断した場合、電源制御部１３はスイッチング電源２００のモードを通常モードに設定する指示信号Ｓｐｗをスイッチング電源２００に出力することにより、スイッチング電源２００のモードを通常モードで動作させる制御をする。

スイッチ制御部１６は上記実行が要求されたジョブについて、スイッチ情報記憶部１５に記憶されている図５に示すスイッチ情報を基にして複数のスイッチ２９を制御する。これにより、スイッチ制御部１６は当該ジョブの実行に必要な負荷をスイッチング電源２００と接続する制御をし、かつ当該ジョブの実行に必要でない負荷をスイッチング電源２００と切り離す制御をする。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１において、省電力モード時にジョブを実行する要求が発生した場合の動作について、主に図４及び図８を用いて説明する。図８はその動作を説明するフローチャートである。

画像形成装置１は省電力モードであり、したがって、電源制御部１３によってスイッチング電源２００は低損失モードにされている(ステップＳ１)。スイッチング電源２００には商用交流電源ＡＣからの電力が供給され、省エネコントローラ３１にはスイッチング電源２００からの電力が供給されており、スイッチング電源２００及び省エネコントローラ３１は動作している。これに対して、ＣＰＵ２１、ＳＤＲＡＭ２３、画像用ＡＳＩＣ２５、通信用ＡＳＩＣ２７及びＨＤＤ８のスイッチ２９はオフであり、スイッチング電源２００からの電力は供給されない。したがって、これらの負荷は動作していない。

制御部１０は画像形成装置１にジョブを実行する要求が発生したか判断する(ステップＳ３)。制御部１０はジョブを実行する要求が発生していないと判断すれば(ステップＳ３でＮｏ)、ステップＳ１へ戻る。制御部１０はジョブを実行する要求が発生していると判断した場合(ステップＳ３でＹｅｓ)、電源制御部１３はモード情報記憶部１４に記憶されているモード情報(図６)を基にして、そのジョブを実行するのに、スイッチング電源２００のモードを変更する必要があるか判断する(ステップＳ５)。

電源制御部１３はモード変更が必要でないと判断すれば(ステップＳ５でＮｏ)、すなわち、そのジョブはスイッチング電源２００が低損失モードで実行すると判断すれば、低損失モードを継続する(ステップＳ７)。そして、スイッチ制御部１６はスイッチ情報記憶部１５に記憶されているスイッチ情報(図５)を基にしてスイッチ２９を制御することにより、ステップＳ３のジョブの実行に必要な負荷をスイッチング電源２００と接続する制御をし、かつそのジョブの実行に必要でない負荷をスイッチング電源２００と切り離す制御をする(ステップＳ９)。例えば、図５に示すように、ＦＡＸ受信画像データ蓄積ジョブであれば、スイッチ２９ｄ，２９ｅをオンし、スイッチ２９ａ，２９ｂ，２９ｃをオフする制御をする。

ステップＳ９でスイッチ２９を制御した後、画像形成装置１がジョブを実行する(ステップＳ１１)。

一方、電源制御部１３はモード変更が必要であると判断すれば(ステップＳ５でＹｅｓ)、すなわち、そのジョブはスイッチング電源２００が通常モードで実行すると判断すれば、スイッチング電源２００を低損失モードから通常モードへ変更する(ステップＳ１３)。図３で説明したように低損失モードでは、スイッチングさせるＦＥＴの数を１つにしてスイッチング電源２００を動作させ、通常モードではスイッチングさせるＦＥＴの数を２つ又は３つにしてスイッチング電源２００を動作させる。そして、ステップＳ９へ進む。

本実施形態の主な効果を説明する。ステップＳ５及びステップＳ７で説明したように、本実施形態では、画像形成装置１の省電力モード時にジョブを実行する要求が発生した場合に、スイッチング電源２００が低損失モードで実行できるジョブについては、低損失モードで実行している。このように本実施形態によれば低損失モードを最大限利用しており、スイッチング電源２００が低損失モードで実行できるジョブについては、低損失モードから通常モードへ移行せずに低損失モードで実行するので、スイッチング電源２００の消費電力を下げることができる。

また、本実施形態によれば、スイッチング電源２００の出力電圧がドロップするのを防止することができる。低損失モードにおいてスイッチング電源２００の出力電流を増大させると、低損失モードではＦＥＴＱ１〜Ｑ３のうち１つのＦＥＴでスイッチングしているので、そのＦＥＴに流れる電流が増大して、２つ又は３つのＦＥＴでスイッチングする通常モードよりもＦＥＴでの電圧降下が大きくなり、その結果、出力電圧がドロップする。これに対して本実施形態ではステップＳ１３及びステップＳ９で説明したように、実行が要求されたジョブが通常モードで実行されるジョブであれば、まず、電源制御部１３によってスイッチング電源２００のモードが低損失モードから通常モードに変更される。その後、スイッチ制御部１６によって複数のスイッチ２９の制御をして、そのジョブの実行に必要な負荷をスイッチング電源２００と接続し、かつそのジョブの実行に必要でない負荷をスイッチング電源２００と切り離している。このように本実施形態によれば、実行が要求されたジョブがスイッチング電源２００の通常モードで実行されるジョブであれば、そのジョブの実行に用いられる負荷がスイッチング電源２００と接続される前に、スイッチング電源２００を低損失モードから通常モードへ移行させている。したがって、ジョブを実行するために、ジョブの実行に必要な負荷をスイッチング電源２００と接続することにより、スイッチング電源２００の出力電流が急激に増えても、スイッチング電源２００は既に通常モードに移行しているのでスイッチング電源２００の出力電圧がドロップするのを防止できる。

さらに本実施形態によれば、ステップＳ９で説明したように、実行しようとするジョブに不要な負荷は、スイッチ２９によってスイッチング電源２００と切り離されるので、不必要な負荷にスイッチング電源２００から電流が供給されなくなる結果、消費電流を低減できる。また、ＣＰＵ２１、ＳＤＲＡＭ２３、画像用ＡＳＩＣ２５、通信用ＡＳＩＣ２７等といったＩＣ(Integrated Circuit)の単位でスイッチング電源２００からの電流の供給の有無を制御できる。したがって、不必要なＩＣへの電源電流の供給をきめ細かく遮断でき、不必要なＩＣへ電源電流を供給しないようにすることができるので、消費電力を低減することができる。

１画像形成装置
８ＨＤＤ(負荷の一例)
２１ＣＰＵ(負荷の一例)
２３ＳＤＲＡＭ(負荷の一例)
２５画像用ＡＳＩＣ(負荷の一例)
２７通信用ＡＳＩＣ(負荷の一例)
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅスイッチ
２００スイッチング電源

Claims

画像形成装置の電源であり、通常モードと、出力電流が小さい軽負荷時にスイッチング損失を減少させる軽負荷時に適した低損失モードとを有しており、前記画像形成装置が省電力モード時に前記低損失モードで動作するスイッチング電源と、
前記画像形成装置で各種ジョブの実行に用いられる複数の負荷と、
前記複数の負荷のそれぞれを前記スイッチング電源と接続及び切り離しをする複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのうち、ジョブの実行に必要な負荷を前記スイッチング電源と接続するスイッチを特定するスイッチ情報を、前記各種ジョブのそれぞれと対応づけて予め記憶しているスイッチ情報記憶部と、
前記各種ジョブについて、ジョブの実行に必要な各負荷の動作に必要な電流量の合計値に基づいて、前記スイッチング電源が前記低損失モードで実行されるジョブと、前記通常モードで実行されるジョブとに区別したモード情報を予め記憶しているモード情報記憶部と、
前記省電力モード時において前記画像形成装置に前記各種ジョブのいずれかを実行する要求が発生した場合、前記実行が要求されたジョブについて、前記モード情報記憶部に記憶されている前記モード情報が前記低損失モードで実行されるジョブであることを示し、前記低損失モードで実行されるジョブであると判断すれば、前記スイッチング電源のモードを変更しない制御をし、前記モード情報が前記通常モードで実行されるジョブであることを示し、前記通常モードで実行されるジョブであると判断すれば、前記低損失モードから前記通常モードに前記スイッチング電源のモードを変更する制御をする電源制御部と、
前記実行が要求されたジョブについて、前記スイッチ情報記憶部に記憶されている前記スイッチ情報を基にして前記複数のスイッチを制御することにより、当該ジョブの実行に必要な負荷を前記スイッチング電源と接続する制御をし、かつ当該ジョブの実行に必要でない負荷を前記スイッチング電源と切り離す制御をするスイッチ制御部と、を備えた画像形成装置。
前記スイッチ制御部は、前記実行が要求されたジョブが前記通常モードで実行されるジョブであれば、前記電源制御部によって前記スイッチング電源のモードが前記低損失モードから前記通常モードに変更する制御がされた後に、前記複数のスイッチの制御をする請求項１に記載の画像形成装置。
前記複数の負荷の少なくとも一つはＩＣである請求項１又は２に記載の画像形成装置。