JP5634546B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

この明細書に記載の実施形態は、画像形成装置、画像消去装置等の画像処理装置における省電力モード時の消費電力削減を目的にした低圧電源制御に関するものである。

従来、スキャナー部、ＦＡＸ部、プリンター部等を備えた複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置において、省電力モードにおける消費電力を削減する手段として、電源効率を向上させる技術が一般的である。省電力モードでは、低電圧電源回路を動作させ、必要最低限の回路に電源を供給する。

低電圧電源回路部の効率を向上させる技術として、省電力モード時に使用する電圧を専用のトランスから出力させる手法が広く知られている。

また、最近では、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池といった蓄電池を設け、省電力モードにおける消費電力削減を達成する技術も知られている。

しかしながら、このような手法では、専用のトランスを複数個数必要とし、また蓄電池を必要とし、コストアップとなる。

さらに、画像形成装置の省電力化のために、ＤＣ/ＤＣコンバーターを用いたものが提案されている（特許文献１）。

特開２０１２−１３７７１６号公報

本発明は、低コスト化を図れ、省電力モードにおける電源効率の向上と共に消費電力を抑制できる画像処理装置を提供することを目的とする。

この明細書に記載の実施形態は、画像処理を実行する画像処理用の制御部が実装された制御回路基板と、前記制御回路基板に実装され、前記画像処理用の制御部を制御する処理部と、直流低電圧の第１電圧を生成する低電圧電源回路部と、前記低電圧電源回路部が実装され、前記制御回路基板とハーネスを介して接続される低電圧電源回路基板と、前記低電圧電源回路部で生成される第１電圧を第１の出力端子に出力するか否かを切換えるスイッチ手段と、入力する前記第１電圧を、第２の端子に前記第１電圧として出力するか、前記第１電圧と異なる電圧の第２電圧として出力するかを切り換える出力電圧切換手段とを有し、前記低電圧電源回路基板に実装される接続及び電圧切換部と、前記制御回路基板に実装され、一次側が前記第２の出力端子に接続され、前記第１電圧又は第２電圧を一次側電圧としてＤＣ/ＤＣ変換して生成し、前記第１電圧及び第２電圧と異なる電圧の第３電圧を前記処理部に供給するＤＣ/ＤＣ変換部と、前記制御回路基板に実装され、一次側が前記第１の出力端子に接続される前記画像処理用の制御部と、を有し、前記出力電圧切換手段は、前記第２電圧と前記第３電圧との電圧差を前記第１電圧と前記第３電圧との電圧差よりも小さい値に前記第２電圧を設定し、前記処理部から省電力モード移行信号が出力されると、前記出力電圧切換手段は前記第２電圧を前記ＤＣ/ＤＣ変換部に出力し、前記スイッチ手段は開路し、前記処理部から復帰信号が出力されると、前記出力電圧切換手段は第１電圧を前記ＤＣ/ＤＣ変換部に出力し、前記スイッチ手段は閉路する。

複合機（ＭＦＰ）における低電圧電源回路部と、低電圧電源回路部から低電圧電源が給電される制御回路部の一実施形態を示す回路図。 ＤＣ/ＤＣコンバーターの効率と損失の特性を説明する図。

以下、実施形態の画像処理装置を図面に基づいて説明する。

図１はスキャナー機能、ＦＡＸ機能、プリンタ機能等の複数の機能を備えた複合機（ＭＦＰ）における低電圧制御部を示す回路図である。

図１において、低電圧制御部１は、低電圧電源回路部１０と、低電圧制御部１０からの電力が給電される制御回路部５０を有する。

低電圧電源回路部１０は、交流の商用電源２を整流して所定の第１電圧（Ｖ１）に降圧するダイオード２０ａ、コンデンサ２０ｂ、ＦＥＴ２０ｃ、トランス２０ｄ等で構成されるＡＣ/ＤＣ変換部２０と、ＡＣ/ＤＣ変換部２０で変換されたＤＣ電源を出力する複数の出力端子（Ａ端子、Ｄ端子、Ｓ端子）３１、３２、３３とＧＲＤ端子３４とが低電圧電源回路基板１１に配置される。また、低電圧電源回路基板１１には、ＡＣ/ＤＣ変換部２０で変換された第１電圧Ｖ１を前記Ａ端子３１とＤ端子３２に対し、接続と遮断とを切り換え可能とすると共に、常時接続するＳ端子３３に対しては電圧を切り換え可能とする接続及び・電圧切換部４０を有する。

接続及び・電圧切換部４０は、スイッチングトランジスタ等のＡスイッチ部４１と、Ｄスイッチ部４２と、例えばトランジスタと分圧抵抗等で構成される出力電圧切換器４３を有する。Ａスイッチ部４１とＤスイッチ部４２は、制御回路部５０から省電力モード移行信号Ｅの入力でスイッチオフとなってＡ端子３１とＤ端子３２への変換された第１電圧Ｖ１の通電を遮断する。また、出力電圧切換器４３は、制御回路部５０から省電力モード移行信号Ｅが入力されると、第１電圧Ｖ１よりも低い第２電圧Ｖ２に電圧を切り換え、Ｓ端子３３の電圧が第２電圧となる。

一方、制御回路部５０からＡスイッチ部４１とＤスイッチ部４２に復帰信号Ｆが入力されると、Ａスイッチ部４１とＤスイッチ部４２がスイッチオンとなり、Ａ端子３１とＤ端子３２へ第１電圧Ｖ１を通電する。また、出力電圧切換器４３に復帰信号Ｆが制御回路部５０から入力されると、第２電圧Ｖ２から第１電圧Ｖ１へ電圧が切り換わる。

制御回路部５０は、画像形成装置のＦＡＸの制御を行うＦＡＸ制御部６１、スキャナーの制御を行うスキャナー制御部６２、ネットワークの制御を行う不図示のネットワーク制御部等を制御回路基板５１に配置している。また、制御回路基板５１には、ＦＡＸ制御部６１、スキャナー制御部６２、前記ネットワーク制御部等の画像形成装置の全体の制御部の制御を行う処理部（ＣＰＵ）６３が配置されている。

本実施形態において、ＦＡＸ制御部６１、スキャナー制御部６２、ＣＰＵ６３の駆動電圧は異なり、それぞれ専用のＦＡＸ用の第１ＤＣ/ＤＣコンバーター７１、スキャナー用の第２ＤＣ/ＤＣコンバーター７２、ＣＰＵ用の第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３が制御回路基板５１に配置されている。

さらに、制御回路基板５１には、第１端子８１、第２端子８２、第３端子８３、ＧＮＤ端子８４が配置され、第１端子８１は第１Ｄ/ＣＤＣコンバーター７１の一次側に接続され、第２端子８２は第２Ｄ/ＣＤＣコンバーター７２の一次側に接続され、第３端子８３は第３Ｄ/ＣＤＣコンバーター７３の一次側に接続されている。なお、第３ＤＣ/ＤＣコンバーターは電圧降下型のものを用いている。同様に、第１および第２ＤＣ/ＤＣコンバーターも電圧降下型のものを用いている。

ここで、複合機（ＭＦＰ）の画像形成装置は、電源回路部と制御回路部は離れた位置に配置され、通常は長いハーネスにより接続されている。本実施形態において、低電圧電源回路基板１１の端子３１〜３４と、制御回路基板５１の端子８１〜８４とはハーネス９０により接続され、Ａ端子３１と第１端子８１、Ｄ端子３２と第２端子８２、Ｓ端子３３と第３端子８３、ＧＮＤ端子３４と第４端子８４とがそれぞれ接続される。

本実施形態において、ＣＰＵ６３の駆動電圧をＶ３とすると、第３ＤＣ/ＤＣコンバーター６３は、省電力モード時には一次側の電圧がＶ２、省電力モードの解除により通常モードに復帰した通常モード時には一次側の電圧がＶ１（Ｖ１＞Ｖ２）となる。

この構成において、画像形成装置の操作部の操作、あるいはタイマー等によって省電力モードに移行指示が発生し、ＣＰＵ６３が省電力モード選択設定信号Ｇを取得すると、ＣＰＵ６３は省電力移行信号Ｅを出力し、省電力モード中にＦＡＸ制御信号Ｈ、スキャナー制御信号Ｉ等の画像形成装置の各種の機能を動作させる制御信号を取得すると、ＣＰＵ６３は復帰信号Ｆを出力する。

省電力モードにおいて、第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３は一次側電圧Ｖ２を降圧して二次側電圧Ｖ３を出力する。

本実施形態において、出力電圧切換器４３により第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３の一次側電圧を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に降圧しているのは、電圧Ｖ１を一次側電圧とするよりも、二次側電圧Ｖ３との差が小さい電圧Ｖ２とする方が第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３の電圧変換効率が良いからである。

図２は、第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３の二次側電圧（Ｖ３）を５Ｖとし、一次側電圧を９Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖ、２８Ｖとしたときの入力時効率と、損失を示す図である。横軸を出力電流（Ａ）、縦軸を効率η（％）及び損失（Ｗ）とする。一次側電圧が低くなるに従って効率ηは８８．０、８９．０、９１．８、９２．４となり、損失が１．３、１．２、０．９、０．８となる。ここで、図４に示す効率と損失の図表から、一次側電圧を９Ｖとすることが最も良いように理解される。しかし、画像形成装置において、低圧電源回路基板１１と制御回路基板５１とは離れた位置をハーネス９０で接続されているため、低圧電源回路基板１１から出力される電圧は長いハーネス９０により電圧降下を生じる。この電圧降下は送電電圧が高い方が少ない。このため、一次側電圧として９Ｖを設定することが必ずしも最良とはいえず、１２Ｖとする方が上記の電圧降下を考慮すると、全体的な効率という観点から優れている場合もある。

本実施形態では、低電圧電源部１０の二次側電圧を２４Ｖとし、出力電圧切換器４３において２４Ｖと１２Ｖの電圧切換を行っている。そして、省電力モードでは制御回路基板５１の第３端子８３に１２Ｖ、省電力モードを解除した通常モードでは２４Ｖの電圧を供給し、第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３は５Ｖの二次電圧（Ｖ３）を生成する。

制御回路基板５１に実装されている第３ＤＣ/ＤＣコンバーター７３は、ＣＰＵコア用電源としてＤＣ５Ｖを生成するが、高い入力電源電圧からＤＣ５Ｖを生成するよりも、低い入力電源電圧からＤＣ５Ｖを生成する方が電源変換効率が向上する一般的な特性を持っている。つまり、ＤＣ/ＤＣコンバーターは、入力と出力の電位差が大きいと電源変換効率が悪化し、電位差が小さいほど電源変換効率が向上する特性を持っている。

省電力モードにおいて、ＣＰＵ６３から復帰信号Ｆが接続及び電圧切換部４０に出力されると、Ａスイッチ部４１、Ｄスイッチ部４２がオンし、第１端子８１、第２端子８２、第３端子８３にＤＣ２４Ｖが給電（出力復帰）されて待機状態に移行される。

なお、上記の実施形態では、画像処理装置である画像形成装置の複合機（ＭＦＰ）を例にして説明したが、画像処理装置である画像消色（消去）装置に適用しいてもよい。画像消色（消去）装置は、シート上に消色トナーにより印刷された画像を消色温度に加熱された加熱器を通し、当該消色トナー画像を消色する構成を有し、消色処理を行わない場合には、省電力モードに設定される。また、シートが加熱器に達する前に、スキャナーにより画像の読み取りが行われる。

本実施形態は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施できる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

１ 低電圧制御部
１０ 低電圧電源回路部
１１ 低電圧電源回路基板
４０ 接続及び電圧切換部
４３ 出力電圧切換部
５０ 制御回路部
５１ 制御回路基板
６３ ＣＰＵ
７１、７２、７３ ＤＣ/ＤＣコンバーター
Ｅ 省電力モード移行信号
Ｆ 復帰信号
Ｇ 省電力モード設定信号Ｇ

Claims (3)

1. 画像処理を実行する画像処理用の制御部が実装された制御回路基板と、
   前記制御回路基板に実装され、前記画像処理用の制御部を制御する処理部と、
   直流低電圧の第１電圧を生成する低電圧電源回路部と、
   前記低電圧電源回路部が実装され、前記制御回路基板とハーネスを介して接続される低電圧電源回路基板と、
   前記低電圧電源回路部で生成される第１電圧を第１の出力端子に出力するか否かを切換えるスイッチ手段と、入力する前記第１電圧を、第２の端子に前記第１電圧として出力するか、前記第１電圧と異なる電圧の第２電圧として出力するかを切り換える出力電圧切換手段とを有し、前記低電圧電源回路基板に実装される接続及び電圧切換部と、
   前記制御回路基板に実装され、一次側が前記第２の出力端子に接続され、前記第１電圧又は第２電圧を一次側電圧としてＤＣ/ＤＣ変換して生成し、前記第１電圧及び第２電圧と異なる電圧の第３電圧を前記処理部に供給するＤＣ/ＤＣ変換部と、
   前記制御回路基板に実装され、一次側が前記第１の出力端子に接続される前記画像処理用の制御部と、
   を有し、
   前記出力電圧切換手段は、前記第２電圧と前記第３電圧との電圧差を前記第１電圧と前記第３電圧との電圧差よりも小さい値に前記第２電圧を設定し、前記処理部から省電力モード移行信号が出力されると、前記出力電圧切換手段は前記第２電圧を前記ＤＣ/ＤＣ変換部に出力し、前記スイッチ手段は開路し、前記処理部から復帰信号が出力されると、前記出力電圧切換手段は第１電圧を前記ＤＣ/ＤＣ変換部に出力し、前記スイッチ手段は閉路する画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記第２電圧は、前記第１電圧よりも低電圧で、前記第３電圧よりも高電圧であることを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１または２に記載の画像処理装置において、
   前記画像処理装置は、シートに画像を形成する画像形成装置、あるいは消去性色材でシートに形成された消去性画像を消去する画像消去装置であることを特徴とする画像処理装置。

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