JP6124656B2 - 給電装置、給電装置の制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
ワイヤレス給電において、このようなモバイル端末の問題を解決する技術が知られている。例えば、特許文献1には、モバイル端末が外部装置と連携してデータのやりとりを行う場合に、送電装置から無線により受電することで電力を確保し、必要なデータの送受信を行う技術が開示されている。
図1は、無線給電システムを示す図である。無線給電システムは、給電装置としての画像形成装置10と、受電装置20とを有している。受電装置20は、例えばスマートフォンや携帯電話等の携帯端末である。なお、図1においては、3つの受電装置20を示しているが、受電装置20の数は、実施形態に限定されるものではない。
画像形成装置10は、受電装置20に無線で電力を送る。また、画像形成装置10は、受電装置20との間で給電のために必要なデータ通信を行う。受電装置20は、画像形成装置10から無線で電力を受ける。また、受電装置20は、画像形成装置10との間で給電のために必要なデータ通信を行う。
通信エリア40は、画像形成装置10と受電装置20とがデータ通信を実行可能なエリアである。通信エリア40は、給電エリア30よりも広い範囲であり、通信エリア40は、給電エリア30を包含している。
コントローラユニット103は、操作部109、スキャナ部110及びプリント部111とバスで接続される。コントローラユニット103は、さらに無線送受信部101及び無線給電部102とバス115で接続される。
操作部109は、ユーザインターフェースである。操作部109は、画像形成装置10の設定や画像形成装置10の操作指示、受電装置20に給電する時間の区切りとなる電力伝送期間、受電装置20に給電する順番等の設定入力をユーザから受け付けるユーザインターフェースである。操作部109はまた、各種情報を表示する表示部を有している。電源ユニット108は、画像形成装置10内の各部に有線で電源を供給する。
無線給電部102は、受電装置20に非接触で電力を供給する給電部である。無線給電部102は、給電部アンテナ114に接続し、給電部アンテナ114を介して電気エネルギーを受電装置20へ供給する。すなわち、無線給電部102は、受電装置20に給電する。無線給電部102の出力制御は、CPU104により行われる。
ROM106は、CPU104の制御用プログラムを格納している。HDD107は、スキャナ部110から入力される画像データを一時的に格納する。受電装置20から受信した印刷データは、ROM106に格納されているプログラムに従って、CPU104により処理され、HDD107に記録される。印刷データはまた、プリント部111へ出力される。
CPU104は、ROM106又はHDD107に格納されているプログラムに従って動作して画像形成装置10を制御する。なお、後述する画像形成装置10の機能や処理は、CPU104がROM106等に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。
CPU210は、ROM240に記憶された制御プログラムに従って、受電装置20を制御する。RAM220は、CPU210が処理を行う場合のワークメモリである。ROM240は、CPU210向けの制御プログラムを格納する。ROM240はまた、各受電装置20に固有の受電装置IDを格納している。受電装置IDにより、複数の受電装置20が識別される。
なお、後述する受電装置20の機能や処理は、CPU210がROM240に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。
なお、無線給電システムにおいて、給電対象となる受電装置は、二次電池を有さなくてもよい。
図4においては、画像形成装置10が受電装置ID「AA」及び「BB」の受電装置20への給電を行い、且つ受電装置ID「FF」の受電装置20への無線給電を行わないと決定し、この決定に従い処理を進める場合について説明する。
給電処理は、図4に示すように、関連付け期間、伝送準備期間及び電力伝送期間の3つの処理に大別される。無線給電システムは、この一連の処理を1フレームとし、このフレームを繰り返すことにより、給電を実行する。以下各ステップの詳細説明を行う。
S101のARQ(Association Req)処理において、画像形成装置10のCPU104は、バス115を介して無線送受信部101に通信コマンドを発行する。無線送受信部101は、各受電装置20に対しブロードキャスト通信を行い、受電装置20に給電開始を通知する。
なお、S101の処理は、画像形成装置10の電源投入時、又はスリープ状態等の省電力モードからスタンバイ状態への復帰時に実行される。
S102及びS103のARS(Association Response)処理において、受電を希望する受電装置20は、自身の受電装置IDを画像形成装置10に送信する。これに対し、画像形成装置10の無線送受信部101は、受電装置IDを受信する。そして、画像形成装置10のCPU104は、無線送受信部101からバス115を介して受電装置IDを取得し、受電装置IDから受電を希望する受電装置20を検知する。
この結果、後述する伝送準備期間及び電力伝送期間の処理は、画像形成装置10と受電装置ID「AA」及び「BB」の2つの受電装置20との間で実行される。画像形成装置10と受電装置ID「FF」の受電装置20の間では、伝送準備期間及び電力伝送期間の処理は実行されない。
次に、画像形成装置10のCPU104は、S104及びS105のRA(Response Ack)を実行する。すなわち、画像形成装置10の無線送受信部101は、CPU104の制御の下、給電対象の受電装置20にそれぞれの受電装置IDを返信する。これにより、CPU104は、給電了承を受電装置20に通知する。
次に、画像形成装置10のCPU104は、S106及びS108のDRQ(Data Req)処理を実行し、無線送受信部101から給電対象の受電装置20に対し、受電装置IDとともに、受電装置情報要求を送信する。
S107及びS109のResponse Frame処理において、受電装置情報要求を受信した受電装置20は、受電装置情報を画像形成装置10に送信する。画像形成装置10のCPU104は、バス115を介して無線送受信部101から受電装置情報を取得し、取得した受電装置情報をRAM105に格納する。
S110及びS114のTransferring Power処理において、画像形成装置10のCPU104は、給電時間及び給電開始のコマンドを無線給電部102に対して発行する。無線給電部102は、コマンドに従い、給電(送電)を開始する。
S111及びS115のTermination of Power transfer処理において、給電時間が終了すると、画像形成装置10の無線給電部102は給電を終了する。無線給電部102は、給電を終了すると、バス115を介してCPU104に給電終了通知を送信する。また、無線送受信部101は、給電が行われていた受電装置20に対し、給電終了通知を送信する。
S113及びS117のDA(Data Ack)処理において、画像形成装置10の無線送受信部101は、CPU104の制御の下、受電処理終了通知を受信した旨の確認通知を受電装置20に送信する。
画像形成装置10のCPU104は、無線送受信部101からの通信により、電力伝送期間の間、所望のタイミングにおいて、給電対象となる受電装置20から各種情報を得られるようになっている。すなわち、CPU104は、S110及びS114の処理の実行後は、受電装置20から給電データを受信する処理(S112、S116、S113、S117)を適宜実行することができる。したがって、画像形成装置10は、例えば、受電装置20に不測の事態が生じた場合等において、受電装置20からの要求によって、給電を停止することができる。
関連付け期間410において、CPU104は、関連付け期間(S101〜S105)の処理を実行し、給電を要求する受電装置20から受電装置IDを受信する。関連付け期間における処理については、図8を参照しつつ後述する。
電力伝送期間430において、CPU104は、電力伝送期間(S110〜S117)の処理を実行し、受電を要求する受電装置20への給電を行う。電力伝送期間430における処理については、図11を参照しつつ後述する。
図5に示す例においては、電力伝送期間430において、画像形成装置10は、まず受電装置ID「AA」の受電装置20に対する電力伝送処理を行い、その後受電装置ID「BB」の受電装置20に対する電力伝送処理を行う。このように、本実施の形態にかかる画像形成装置10は、1スーパーフレーム内の電力伝送期間430において、複数の受電装置20への給電を行うことができる。
フレームヘッダー510は、データ転送時の宛先等を示すものである。フレームヘッダー510は、ID511、フレームコントロール512、発信元アドレス513、行先アドレス514及びシーケンスナンバー515を含む。ID511は、画像形成装置10と受電装置20との間でデータ通信を行うときに使われるIDである。フレームコントロール512は、画像形成装置10と受電装置20との間のデータ交換のための情報である。発信元アドレス513は、データ転送時における発信元のアドレスである。行先アドレス514は、データ転送時における行先のアドレスである。シーケンスナンバー515は、フレームの番号である。
ペイロード521には各種情報が割り当てられる。ペイロード521には、例えば受電装置ID5211及び電池残量5212が割り当てられる。
1に割り当てられる。
受電装置ID5211は、受電装置20を区別する固有の番号である。電池残量5212は、受電装置20の二次電池270のフル充電時の電力量に対する電池残量の割合を示す情報である。
受電装置情報テーブル300は、通し番号301、受電装置ID302、電池残量303及び受電装置の電力伝送期間304を有している。図7に示す受電装置情報テーブル300は、「1」〜「5」通し番号301に対応付けられた5つのレコードを有している。
受電装置ID302は、受電装置20が持つ固有の番号である。通し番号301及び受電装置ID302は、図8のS204においてCPU104により受電装置情報テーブル300に格納される。
電池残量303は、受電装置20が備える二次電池のフル充電に対する電池残量の割合である。受電装置の電力伝送期間304は、各受電装置20に割り当てられた電力伝送期間である。電池残量303は、図9のS304においてCPU104により受電装置情報テーブル300に格納される。電力伝送期間304は、図9のS306,S307において、CPU104により算出され、受電装置情報テーブル300に格納される。CPU104が電力伝送期間304を決定する処理については後述する。
S202において、CPU104は、関連付け期間が終了していないと判断した場合には、処理をS203へ進める。S202において、CPU104は、関連付け期間を終了したと判断した場合には、処理を終了する。S203において、CPU104は、受電装置20から受電希望通知IDを受信したか否かを判断する。ここで、受信希望通知IDとは、受電装置20が受電を希望する旨と、受電を希望する受電装置20の受電装置IDとを含む情報である。
S204において、CPU104は、S203で受電装置20から受信した受電希望通知IDに基づいて、受電装置情報テーブル300を作成する。そして、CPU104は、作成した受電装置情報テーブル300をRAM105に格納する。具体的には、CPU104は、受電装置情報テーブル300に新たな通し番号301を格納し、これに対応付けて、受電希望通知IDに示される受電装置IDを受電装置ID302に格納する。
S205において、CPU104は、S203で受信した受電希望通知IDを、無線送受信部101を介して通信可能なすべての受電装置20に送信する。続いて、CPU104は、処理をS202へ進める。S205の処理を終了すると、画像形成装置10と受電装置20の間の通信は終了する。これにより、別の受電装置20が、画像形成装置10と通信を出来ることになる。
S212において、CPU210は、送信待機状態であると判断した場合には、処理をS216へ進める。S212において、CPU210は、待機状態ではないと判断した場合には、処理をS213へ進める。
S212において、受電装置ID「AA」の受電装置20が画像形成装置10と通信していたとする。この場合には、受電装置ID「AA」の受電装置20以外の受電装置20は、送信待機状態となる。すなわちこの場合、受電装置ID「BB」の受電装置20は、送信待機状態となる。受電装置ID「BB」の受電装置20は、受電装置ID「AA」の受電装置20と画像形成装置10の通信が終了した場合に、画像形成装置10と通信を行うことができる。ただし、このとき、他の受電装置20が画像形成装置10と通信を行っていないことが条件となる。
次に、S215において、CPU210は、S214において受信した受電装置IDが自身の受電装置IDか否かを判断する。S215において、受信した受電装置IDが自身の受電装置IDであると判断した場合、CPU210は、処理を終了する。S215において、受信した受電装置IDが自身の受電装置IDではないと判断した場合には、CPU210は、処理をS218へ進める。
S218において、関連付け期間が終了した場合には、CPU210は、処理をS211へ進める。すなわち、受電装置20は、画像形成装置10からのブロードキャスト受信待ちの状態になる。S218において、関連付け期間が終了しない場合には、CPU210は、処理をS214へ進める。
S217において、CPU210は、関連付け期間が終了したか否かを判断する。S217において、CPU210は、関連付け期間が終了したと判断した場合には、S211へ処理を進める。
S217において、CPU210は、関連付け期間が終了していないと判断した場合には、処理をS212へ進める。すなわち、CPU210は、画像形成装置10と他の受電装置20が通信しているか否かを確認する処理を行うことになる。そして、通信待機状態でなければ、CPU210は、自身の受電希望通知IDを送信する。以上で、関連付け期間における処理が完了する。
なお、関連付け期間における、受電装置ID「BB」の受電装置20の処理(S221〜S228)は、関連付け期間における、受電装置ID「AA」の受電装置20の処理(S211〜S218)と同様である。
次に、S302において、CPU104は、読み出した受電装置IDを含む受電装置情報要求を無線送受信部101から受電装置20に送信する。このとき、受電装置情報要求は、受電装置IDで識別される受電装置20のみに送信される。例えば、受電装置ID「AA」の受電装置20の受電装置情報要求は、受電装置ID「AA」の受電装置20に対して送信される。
同様に、S302において、画像形成装置10のCPU104は、受電装置ID「BB」を含む受電装置情報要求を受電装置ID「BB」の受電装置20に送信する。そして、この場合には、S321において、受電装置ID「BB」の受電装置20が受電装置情報要求を受信する。
なお、受電装置ID「BB」の受電装置20が受電装置情報要求を受信するのは、画像形成装置10と受電装置ID「AA」の受電装置20との通信が終了した後である。このように、伝送準備期間においては、画像形成装置10は、一の受電装置20のみと順に通信を行うものとする。
同様に、S321において、受電装置ID「BB」の受電装置20は、画像形成装置10から受電装置情報要求を受信し、S322において自身の受電装置情報を画像形成装置10に送信する。以上で、伝送準備期間における受電装置20の処理は終了する。
S304において、画像形成装置10のCPU104は、受電装置20から受信した受電装置情報をRAM105に格納する。具体的には、CPU104は、受電装置情報に含まれている電池残量を、受電装置情報の送信元の受電装置20の受電装置IDに対応付けて、図7に示す受電装置情報テーブル300に格納する。
S306において、CPU104は、S303において受信した電池残量に基づいて、対象となる受電装置20の電力伝送期間を決定する。具体的には、CPU104は、電池残量、すなわち電池残量の割合が大きい程、短い給電時間を決定する。ここで、対象となる受電装置20の電力伝送期間は、給電時間の一例である。すなわち、S306の処理は、給電時間決定処理の一例である。
次に、S307において、CPU104は、決定した電力伝送期間を受電装置情報テーブル300の受電装置ID302に対応付けて、受電装置の電力伝送期間304の欄に格納する。
受電装置の電力伝送期間
=(100−受電装置の電池残量)/Σ(100−電池残量)×電力伝送期間
・・・(式1)
なお、1フレームの電力伝送期間全体の時間は、ユーザからの指示に応じてRAM105に予め設定されているものとする。1フレームの電力伝送期間全体の時間を設定する処理については後述する。
(100−70)/{(100−90)+(100−80)+(100−70)+(100−50)+(100−20)}×300 = 47 ・・・(式2)
次に、S403において、CPU104は、S402において読み出した給電順番設定情報の条件を特定する。S403において、条件として検出順を特定した場合には、S404において、CPU104は、受電装置情報テーブル300と同一のテーブルを給電順番テーブルとして作成する。
S403において、条件として検出順を特定しない場合、すなわち条件として電池残量大順又は電池残量小順を特定した場合には、CPU104は、処理をS405へ進める。
S406において、CPU104は、受電装置情報テーブル300に格納されているレコードに示される電池残量が大きい順、すなわち電池残量の降順となるように各レコードを並べ替える。ここで、受電装置情報テーブル300において、一の受電装置20に対する、受電装置ID302、電池残量303、受電装置の電力伝送期間304を1つのレコードとする。
CPU104は、以上の処理により、電池残量大順又は電池残量小順の条件が設定されている場合には、受電装置情報テーブル300のレコード順を並び替えることにより、給電順番テーブルを作成する。
次に、S503において、CPU104は、S502で決定した受電装置20の受電装置IDと給電時間(受電装置の電力伝送期間304)とを含む給電開始コマンドを無線送受信部101にセットする。無線送受信部101は、給電開始コマンドを、給電開始コマンドに含まれる受電装置IDで識別される受電装置20に送信する。さらに、CPU104は、無線給電部102に給電時間を設定し、給電指示を発行する(給電制御処理)。これにより、無線給電部102は、無線により給電(送電)を行う(給電処理)。
一方、S505において、CPU104は、給電時間が終了したか否かを判断する。S505において、CPU104は、給電時間が終了したと判断した場合、処理をS506へ進める。S505において、CPU104は、給電時間が終了したと判断しなかった場合、処理をS510へ進める。S505において、CPU104は、給電時間の終了を無線給電部102からの割り込み信号によって検知する。無線給電部102は、割り込み信号をCPU104に出力すると、給電部アンテナ114の給電を停止する。
S522において、CPU210は、給電の中断要求を送信しないと判断した場合、処理をS523へ進める。そして、S523において、CPU210は、給電終了通知を受信するまで、S522、S523の処理を繰り返す。S522において、CPU210は、給電の中断要求を送信すると判断した場合、処理をS526へ進める。S526において、CPU210は、画像形成装置10に給電の中断要求を送信する。
S511において、CPU104は、無線給電部102に給電停止コマンドをセットし、給電部アンテナ114からの給電を停止する。受電装置20においては、S523において、CPU210は、中断要求を送信した後、給電終了通知の受信を待つ。このように、画像形成装置10のCPU104は、受電装置20からの中断要求に応じて、適宜給電を停止することができる。
S507において、画像形成装置10のCPU104は、無線送受信部101を介して、受電装置20から送信された受電処理終了通知を受信する。次に、S508において、CPU104は、無線送受信部101を介して、受電装置20に受電処理終了通知を受信した旨の確認通知を受電装置20に送信する。S525において、受電装置20のCPU210は、画像形成装置10からの確認通知の受信を待つ。そして、S525において、確認通知を受信すると、CPU210は、電力伝送期間における処理を終了する。
ユーザは、受付画面において、電力伝送期間及び給電順番のいずれの設定を行うかを選択することができる。受付画面には、電力伝送期間設定ボタン920及び給電順番設定ボタン930が表示される。なお、ユーザがオプションボタン900を操作すると、CPU104が、操作入力を受け付け、入力に従い、表示部910に受付画面を表示する。
CPU104は、受付画面において電力伝送期間設定ボタン920が押下されたと判断すると、表示部910の表示を、受付画面から図13に示す電力伝送期間全体の設定画面に変更する。CPU104は、受付画面において給電順番設定ボタン930が押下されたと判断すると、表示部910の表示を、受付画面から図14に示す給電順番設定画面に変更する。
時間変更ボタン4020は、電力伝送時間ボックス4010の値を変更するボタンである。時間変更ボタン4020のマイナス側の三角ボタンが押下されると、電力伝送時間ボックス4010に表示される数値は減少する。時間変更ボタン4020のプラス側の三角ボタンが押下されると、電力伝送時間ボックス4010に表示される数値は上昇する。OKボタン4030が押下されると、CPU104は、電力伝送時間ボックス4010に入力された時間を、1フレームの電力伝送期間の長さとしてRAM105に記憶する。
受電装置検出順ボタン6010が押下された場合、CPU104は、検出順の給電順番設定情報をRAM105に格納する。電池残量小順ボタン6020が押下された合には、CPU104は、電池残量小順の給電順番設定情報をRAM105に格納する。電池残量大順ボタン6030が押下された場合には、CPU104は、電池残量大順の給電順番設定情報をRAM105に格納する。
給電順番設定画面において設定された給電順番設定情報は、図10を参照しつつ説明した、給電順番テーブル作成処理において参照される。
また、第2の変更例としては、画像形成装置10は、電池残量の絶対値に基づいて、各受電装置20に対する電力伝送期間を決定してもよい。
次に、第2の実施形態にかかる無線給電システムについて説明する。第2の実施形態にかかる無線給電システムは、受電装置20に関する情報に基づいて、給電対象の受電装置20を決定する。
図15は、第2の実施形態にかかる画像形成装置11を示す図である。図15に示すように、画像形成装置11は、2つの送電チャネル116を有している。各送電チャネル116は、無線送受信部101と、無線給電部102と、通信部アンテナ113と、給電部アンテナ114とを有している。
図17は、第2の実施形態にかかる無線給電システムにより利用されるフレームフォーマットの一例を示す図である。図17に示すように、フレームフォーマットのフレームコントロール512は、電源状態5120を含んでいる。電源状態5120は、給電要求有無5121と、二次電池有無5122と、電池残量5123とを含んでいる。また、ペイロード521は、受電装置ID5211と、稼働機能5213とを含んでいる。
また、稼働機能5213は、受電装置20が備える各機能が稼働中であるか否かを示す情報である。機能としては、例えば、通話、fileダウンロード、スタンバイ、スリープ、印刷、画像読み取り、メール等がある。
S121において、画像形成装置11は、受電装置20に対して、受電装置IDを要求するID要求(ARQ信号)を送信する。このとき、画像形成装置11は、フレームフォーマットのID511を用いる。次に、S122において、画像形成装置11は、受電装置20から受電装置ID5211を含む応答情報(ARS信号)を受信する。
次に、S124において、受電装置20は、電力を必要とする場合には、画像形成装置11へ電力必要の通知を行う。具体的には、受電装置20は、受電要求と、二次電池の有無と、電池残量情報とをそれぞれ給電要求有無5121と、二次電池有無5122と、電池残量5123に埋め込むことにより、受電装置情報を生成する。そして、受電装置20は、生成した受電装置情報をレスポンスフレームとして画像形成装置11へ送信する。
なお、受電装置20は、電力を必要としない場合には、電源状態5120に電力不要であることを示す情報を埋め込み、又は電源状態5120に情報を空欄にして受電装置情報を生成する。
次に、S126において、画像形成装置11は、電力伝送の準備を行う。次に、S127において、画像形成装置11は、受電装置20に電力伝送を行う。次に、S128において、受電装置20は二次電池270がフルになると、画像形成装置11に対し、電力伝送終了通知を送信する。このとき、フレームフォーマットの電源状態5120が用いられる。以上で、1つのスーパーフレームが終了する。
このように、画像形成装置11と受電装置20との間で、スーパーフレーム内においてデータ送受信処理を行うことにより、無線給電のためのデータ通信が実現される。
S601において、画像形成装置11のCPU104は、ID要求を無線送受信部101から送信する。このとき、CPU104は、フレームフォーマットのID511を用いる。
図20は、第2の実施形態にかかる受電装置情報テーブル310の一例を示す図である。受電装置情報テーブル310は、ID311と、受電装置ID312と、給電要求有無313と、稼働機能314と、二次電池有無315と、電池残量316とを対応付けて格納する。なお、S602の処理においては、このうち、ID311と、受電装置ID312が受電装置情報テーブル310に格納される。
S603において、CPU104は、受電装置情報要求を生成し、生成した受電装置情報を、ID応答の送信元の受電装置20に送信する。このとき、CPU104は、フレームフォーマットの電源状態5120と、稼働機能5213とを用いる。
受電装置20は、受電装置情報要求を受信すると、受電装置情報をレスポンスフレームとして画像形成装置11に送信する。ここで、受電装置情報は、給電要求の有無と、二次電池の有無と、電池残量と、稼働機能とを含んでいる。
S605において、CPU104は、給電要求有りの受電装置20が2台以上存在するか否かを確認する。S605において、給電要求有りの受電装置20が1台の場合は、CPU104は、処理をS607へ進める。S605において、給電要求有りの受電装置20が2台以上存在する場合には、CPU104は、処理をS606へ進める。
CPU104は、比較結果に基づいて、必要性の最も高い受電装置20を給電対象として選択する。なお、S606の処理については、図22を参照しつつ後述する。
次に、S607において、CPU104は、選択した受電装置20に対して、給電を割り当てることを示す割当結果を送信する。CPU104はまた、選択しなかった受電装置20に対し、給電しない旨を送信する。
次に、S609において、CPU104は、無線送受信部101から給電対象の受電装置20への給電を開始する(給電処理)。次に、S610において、画像形成装置11は、受電装置20から電力伝送終了通知を受信すると、電力伝送を終了する。なお、CPU104は、電力伝送準備期間で設定した時間が経過した場合、一定時間以上の通信断が生じた場合、画像形成装置11で給電に支障のある状況が発生した場合においても、電力伝送を終了するものとする。
S701において、受電装置20のCPU210は、無線送受信部200で画像形成装置11からID要求を受信する。そして、CPU210は、フレームフォーマットの受電装置ID5211を用いて、受電装置IDを無線送受信部200から画像形成装置11に送信する。
なお、CPU210は、電源状態及び稼働機能のコード化においては、LUTを参照するものとする。ここで、LUTは、電源状態及び稼働機能それぞれとコードとを対応付けたテーブルであり、例えばROM240等に予め格納されているものとする。
なお、受電装置情報は、各受電装置20の必要性評価値を見積もることのできる情報であればよく、その種類は、実施形態に限定されるものではない。他の例としては、電力必要性情報は、メモリの使用量等機能の使用率や、CPUのパワー、受電装置20のアプリケーションの名等であってもよい。
判定条件としては、例えば所定の機能の稼働や、二次電池を有さないことや、二次電池を有しかつ二次電池の電池残量が50%以下であることのいずれか、またはこれらの組み合わせが挙げられる。ただし、判定条件は、実施形態に限定されるものではない。他の例としては、判定条件は、受電信号レベル、二次電池の温度、受電装置20と画像形成装置11の間の距離や位置関係、またはこれらの組み合併せであってもよい。
S704において、CPU210は、受電装置情報要求に対し、給電要求を含まないレスポンスフレームを生成し、画像形成装置10に送信する。具体的には、CPU210は、フレームフォーマットの給電要求有無5121に、給電要求なしを示す情報を埋め込む。さらに、CPU210は、フレームフォーマットの二次電池有無5122、電池残量5123及びペイロード521の稼働機能5213にそれぞれ二次電池270の有無のコード、電池残量のコード、稼働機能のコードを埋め込む。そして、CPU210は、処理を終了する。
S705において、給電要求ありを示すレスポンスフレームを送信した後、CPU210は、処理をS706へ進める。S706において、CPU210は、割当結果の受信を待つ。割当結果は、自装置が送電チャネルに割り当てられたこと、すなわち給電対象として選定されたことを示す情報である。S706において、割当結果を受信すると、CPU210は、処理をS707へ進める。S706において、割当結果を受信しない場合には、CPU210は、受電処理を終了する。
次に、S709において、CPU210は、二次電池270への充電が完了すると、電力伝送終了通知を画像形成装置11に送信し、電力伝送を終了する。なお、二次電池270への充電の完了以外に、電力伝送準備期間で設定した時間の経過、または一定時間以上の通信断、画像形成装置11で送電に支障が起きた場合等においても、CPU210は、電力伝送を終了する。
次に、S622において、CPU104は、抽出した受電装置情報を給電必要度に変換する。ここで、給電必要度は、受電装置20が給電を必要とする程度を示す数値である。CPU104は、LUT変換と算術計算により、給電必要度を算出する。具体的には、CPU104は、受電装置ID、稼働機能、二次電池有無及び電池残量それぞれの情報を給電必要度に変換する。CPU104はさらに、得られた複数の給電必要度を乗算し、これを受電装置20の必要度として得る。
ここで、稼働機能から給電必要度への変換処理において、CPU104は、機能がリアルタイム性を要するか否かに応じた給電必要度を算出する。例えば、通話とダウンロードの機能において、通話のリアルタイム性がより高いので、CPU104は、変換処理により、例えば、通話及びダウンロードをそれぞれ0.9及び0.6の給電必要度に変換する。
なお、受電装置情報から給電必要度に変換するための処理は、実施形態に限定されるものではない。他の例としては、CPU104は、LUT変換のみ、または算術計算のみにより、受電装置情報を給電必要度に変換してもよい。
S623において、受電装置IDが登録IDに一致する場合、CPU104は、処理をS624へ進める。S624において、登録IDに一致する送電装置IDで識別される受電装置20を給電対象として選択する。
S625において、CPU104は、S622において算出した給電必要度が最大となる受電装置20が1台か否かを確認する。S625において、1台である場合には、S626において、CPU104は、最大値を示す受電装置20を給電対象として選択する。S625において、同一の最大値を示す受電装置20が2台以上存在する場合には、CPU104は、処理をS627へ進める。
S627において、稼働機能に対応する給電必要度に差がない、すなわち稼働機能に対応する給電必要度が同一値である場合には、CPU104は、処理をS629へ進める。
S629において、電池残量に対応する給電必要度に差がない場合には、CPU104は、処理をS631へ進める。S631において、CPU104は、受電装置情報の受信順が最も早い受電装置20を給電対象として選択する。以上の処理の後、CPU104は、処理をS607(図19)へ進める。なお、S624,S626,S628,S630,S631の処理は、装置選択処理(装置選択ステップ)の一例である。
ここでは、S121におけるID要求送信時において、受電装置ID「AA」、「BB」及び「CC」の3台の受電装置20が検出された場合について説明する。
続いて、画像形成装置10は、3台の受電装置20からID応答を受信し、各受電装置20のIDを受電装置情報テーブル310の受電装置ID312に、ID応答の受信順に格納する。
次に、画像形成装置10は、第1送電チャネル116の無線送受信部101から、受電装置ID「AA」、「BB」及び「CC」の3台の受電装置20に、受電装置情報要求を送信する(図19のS603)。
受電装置ID「AA」の受電装置20は、上記の電源状態及び稼働機能に基づいて、判定条件に従い、給電要求を行うか否かを判断する。ここで、予め定められた対象機能が稼働中であり、かつ電池残量が10%以下であることが判定条件として設定されているとする。また、通話が対象機能に含まれるとする。この場合、受電装置ID「AA」の受電装置20は、判定条件を満たすことから、給電要求を行うと判定する。
そして、受電装置ID「AA」の受電装置20は、給電要求有りを給電要求有無5121に埋め込んだレスポンスフレームを画像形成装置11に送信する(図21のS705)。
受電装置ID「BB」の受電装置20は、上記の電源状態及び稼働機能に基づいて、判定条件に従い、給電要求を行うか否かを判断する。対象機能にダウンロードが含まれるとする。この場合、受電装置ID「BB」の受電装置20は、判定条件を満たすことから、給電要求を行うと判定する。
そして、受電装置ID「BB」の受電装置20は、給電要求有りを給電要求有無5121に埋め込んだレスポンスフレームを画像形成装置11に送信する(図21のS705)。
受電装置ID「CC」の受電装置20は、上記の電源状態及び稼働機能に基づいて、判定条件に従い、給電要求を行うか否かを判断する。対象機能にスリープが含まれるとする。この場合、受電装置ID「CC」の受電装置20は、判定条件を満たすことから、給電要求を行うと判定する。そして、受電装置ID「CC」の受電装置20は、給電要求有りを給電要求有無5121に埋め込んだレスポンスフレームを画像形成装置11に送信する(図21のS705)。
給電要求有の受電装置20が3台存在するため(S605)、画像形成装置11は、受電装置ID「AA」、「BB」及び「CC」の3台の受電装置20それぞれの給電必要度を算出し、比較する(S606)。
次に、画像形成装置11は、抽出した受電装置情報に基づいて、給電必要度を算出する。これにより、図24(b)に示す給電必要度が算出される。画像形成装置11は、図24(b)に示すように、各受電装置情報を給電必要度に換算し、得られた複数の給電必要度を乗算することにより、各受電装置20の給電必要度を算出する。
画像形成装置11は、選択した受電装置20(受電装置ID「CC」)に給電割当することを示す給電割当結果の通知を行う。画像形成装置11は、また、受電装置「AA」及び「BB」の受電装置20に給電割当しないことを示す給電割当結果の通知を行う(図19のS607)。
以上の処理により、画像形成装置11は、予め登録された特定の受電装置20(ここでは、受電装置ID「CC」の受電装置20)に対し優先的に第1送電チャネル116を割り当てることができる。すなわち、画像形成装置11は、特定の受電装置20に対し優先的に電力を供給することができる。
その後、必要性比較処理において、画像形成装置11は、受電装置情報テーブル310から受電装置ID312と、稼働機能314と、二次電池有無315と、電池残量316とを抽出する(図22のS621)。これにより、図26(a)に示す受電装置情報が抽出される。
次に、画像形成装置11は、受電装置ID「AA」及び「BB」が登録IDと一致するか否かを確認する(図22のS623)。いずれも登録IDと一致しないため、画像形成装置11は、給電必要度が最大の装置が1台であるか確認する(S625)。
すなわち、受電装置ID「AA」の受電装置20の給電必要度が最大であり、かつ最大値の装置が一台である。したがって、画像形成装置11は、受電装置ID「AA」の受電装置20を給電対象として選択する(S626)。
次に、画像形成装置11は、選択した受電装置20(受電装置ID「AA」)に給電割当することを示す割当結果の通知を行う。画像形成装置11は、また、受電装置ID「BB」の受電装置20に給電割当しないことを示す割当結果の通知を行う(図19のS607)。
以上の処理により、画像形成装置11は、リアルタイム制を要する通話中の受電装置20(ここでは、受電装置ID「AA」の受電装置20)に対し、第2送電チャネル116を優先的に割り当てることができる。
さらに、電源状態や稼働機能等の受電装置情報を給電必要度に変換するためのLUT等を、受電装置20の種類や、数等、画像形成装置11の性能等に応じて適宜設定及び変更することが可能である。このため、ユーザが優先したい受電装置20への優先的な給電も実現することができる。
なお、第2の実施形態にかかる無線給電システムのこれ以外の構成及び処理は、第1の実施形態にかかる無線給電システムの構成及び処理と同様である。
図27は、第3の実形態にかかる無線給電システムを示す図である。第3の実施形態にかかる無線給電システムにおいては、画像形成装置12は、複数の内部受電装置22を備えている。また、外部受電装置21は、スマートフォン及びタブレット端末PCである。外部受電装置21は、画像形成装置12から補助電力を受電して動作することができる。
本実施形態にかかる画像形成装置12は、内部受電装置22として、標準ハードウェア(HW)ユニットと、内蔵HDDユニットと、リムーバブルHDDユニットと、拡張HWユニットとを有している。標準HWユニットは、標準HW281を有している。内蔵HDDユニットは、内蔵HDD282を有している。リムーバブルHDDユニットは、着脱可能なリムーバブルHDD283を有している。拡張HWユニットは、拡張HW284を有している。
さらに、画像形成装置12は、複数の送電チャネル116を備えている。より詳しくは、画像形成装置12は、少なくとも、画像形成装置12が備える4つの内部受電装置22への給電を行う4つの送電チャネル116と、外部受電装置21への給電を行う1又は2以上の送電チャネル116とを有している。
CPU104は、S601,S602の処理により、給電可能な内部受電装置22と外部受電装置21の構成を特定し、各受電装置21,22の認証が完了すると、S603の処理を行う。その後、S620において、CPU104は、内部受電装置22からID応答を受信したか否か、すなわち内部受電装置22が存在するか否かを確認する。
内部受電装置22が存在する場合には、CPU104は、処理をS621へ進める。内部受電装置22が存在しない場合には、CPU104は、処理をS622へ進める。
外部受電装置21が存在する場合には、CPU104は、処理をS623へ進める。外部受電装置21が存在しない場合には、CPU104は、処理をS627へ進める。
(余剰電力量)
=(電源ユニットが供給可能な電力量)−(内部受電装置の消費電力量)
・・・(式1)
次に、S624において、外部受電装置21から給電要求があるか否かを確認する。給電要求がある場合には、CPU104は、処理をS625へ進める。給電要求がない場合には、CPU104は、処理をS627へ進める。
(給電判断値)
=(余剰電力量)−(外部受電装置の必要電力量) ・・・(式2)
余剰電力量が十分である場合には、CPU104は、処理をS626へ進める。余剰電力量が十分でない場合には、CPU104は、処理をS627へ進める。
なお、S620〜S627の処理は、画像形成装置12内部の消費電力量(画像形成装置12の内部に供給する給電電力量)に基づいて、外部受電装置21への電力供給を制御する給電制御処理の一例である。
なお、S626及びS627は、ジョブを受信した後に実行される処理である。S626,S627において、CPU104は、受信したジョブにおいてCPU104がアクセスする受電装置21,22を給電対象として選択する。
S609において、電力伝送を開始した後、S628において、CPU104は、外部受電装置21や図示せぬホストコンピュータから投入されたジョブが終了すると、給電を終了する。なお、S609の処理においては、内部受電装置22への給電及び外部受電装置21への給電が行われる。すなわち、S609の処理は、第1の給電処理及び第2の給電処理の一例である。
そして、T12のタイミングにおいて、受電装置21,22の識別及び認証が終了すると、CPU104は、内部受電装置22への給電を一旦停止する。続いて、T12からT3の期間おいて、S620〜S625の処理を行う。ここで、T3は、ジョブを受信するタイミングである。
例えば、S626において、外部受電装置21及び内部受電装置22が給電対象として選択されたとする。この場合には、T14からT15の期間において、CPU104は、S609の処理により、外部受電装置21及び内部受電装置22に対して、送電チャネル116から電力を供給する。
一方、S627において、内部受電装置22のみが給電対象として選択された場合には、T14からT15の期間において、CPU104は、S609の処理により、内部受電装置22に対して、送電チャネル116から電力を供給する。その後、T15のタイミングにおいて、CPU104は、送電チャネル116からの給電を停止する。
なお、第3の実施形態にかかる無線給電システムのこれ以外の構成及び処理は、他の実施形態にかかる無線給電システムの構成及び処理と同様である。
具体的には、図30に示すように、S624において、外部受電装置21から給電要求を受信した場合には、CPU104は、処理をS640へ進める。S640において、CPU104は、給電要求の送信元の外部受電装置21を給電対象として、電力伝送準備処理を行う。続いて、S641において、CPU104は、給電対象の外部受電装置21への電力伝送を行う。S642において、CPU104は、外部受電装置21の充電が完了するまで、S641の電力伝送を継続する。
なお、これ以外の処理は、第3の実施形態において、図28を参照しつつ説明した給電処理における処理と同様である。
そして、S640の電力伝送準備が終了すると、T23のタイミングにおいて、CPU104は、外部受電装置21への電力伝送(給電)を行う(S641)。そして、T24のタイミングにおいて、充電が完了すると、CPU104は、外部受電装置21への電力伝送を停止する(S643)。
T24以降において、CPU104は、内部受電装置22への電力伝送準備を行う(S644)。そして、T25のタイミングにおいて、内部受電装置に対する電力伝送を行う(S645)。
例えば、1つのジョブの実行中においても、ジョブのフェーズによりデータアクセスのある機器が異なる場合がある。例えば、給電対象の受電装置21,22へのデータアクセスの期間が短い場合や、給電対象の受電装置21,22へのデータアクセスのタイミングが離散的である場合がある。このような場合には、給電対象の受電装置21,22は、アイドル状態のまま電力が浪費されている。
そこで、第2の変更例においては、ジョブのフェーズ単位で、給電対象への給電のオンオフを制御することにより、さらなる省電力化を図る。
そして、各フェーズが終了する毎に、S661において、CPU104は、次のフェーズで実行されるジョブ内容に基づいて、データの入出力(アクセス)が生じる外部受電装置21及び内部受電装置22を特定する。
S662において、差異がある場合には、CPU104は、処理をS663へ進める。差異がない場合には、CPU104は、処理をS664へ進める。S663において、CPU104は、次フェーズにおいてアクセスが生じない受電装置21,22への電力供給を停止し、また新たにアクセスが生じる受電装置21,22への電力供給を開始する。
次に、S664において、CPU104は、ジョブの終了か否かを判定する。ジョブが終了した場合には、CPU104は、電力伝送処理を終了し、処理をS628(図28)へ進める。ジョブが終了しない場合には、CPU104は、処理をS660へ進める。
ジョブのフェーズ1においては、内蔵HDD及びリムーバブルHDDへのアクセスが生じ、フェーズ2においては、内蔵HDDへのアクセスが生じるがリムーバブルHDDへのアクセスは生じないとする。
この場合には、図33に示すように、フェーズ1においては、内蔵HDD及びリムーバブルHDDへの電力伝送を行い、フェーズ2においては、内蔵HDDへの電力伝送を継続しつつリムーバブルHDDへの電力伝送を停止する。
このように、画像形成装置12は、アクセスが生じる内部受電装置22に対してのみ給電を行うので、省電力化を図ることができる。
ジョブのフェーズ1においては、内部受電装置22及び外部受電装置21へのアクセスが生じ、フェーズ2においては、内部受電装置22へのアクセスが生じるが外部受電装置21へのアクセスは生じないとする。この場合には、図34に示すように、フェーズ1においては、内部受電装置22及び外部受電装置21への電力伝送を行い、フェーズ2においては、内部受電装置22への電力伝送を継続しつつ外部受電装置21への電力伝送を停止する。
このように、画像形成装置12は、外部受電装置21へのアクセスが生じるときのみ外部受電装置21への給電を行うので、省電力化を図ることができる。
ジョブのフェーズ1においては、内部受電装置22へのアクセスが生じ、さらにスマートフォン及びタブレットPCの2つの外部受電装置21へのアクセスが生じるものとする。
さらに、フェーズ2においては、内部受電装置22及びスマートフォンへのアクセスが生じるがタブレットPCへのアクセスは生じないとする。さらに、フェーズ3においては、内部受電装置22及びタブレットPCへのアクセスが生じるがスマートフォンへのアクセスは生じないとする。
このように、画像形成装置12は、複数の外部受電装置21それぞれに対し、アクセスの有無に応じて給電を制御するので、省電力化を図ることができる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (6)
- 給電装置であって、
外部装置に無線で電力を供給する無線給電手段と、
前記外部装置から、前記外部装置が備える二次電池の残量に関する残量情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記残量情報に基づいて、前記外部装置に電力を供給する供給時間を決定する決定手段と
を備え、
前記外部装置への電力の供給を開始してから前記決定手段によって決定された前記供給時間が経過した場合に、前記無線給電手段は、電力の供給先を前記外部装置から他の外部装置に切り替え、
前記外部装置への電力の供給を開始してから前記決定手段によって決定された前記供給時間が経過する前であっても、電力供給の停止要求を前記給電装置が前記外部装置から受信した場合に、前記無線給電手段は、電力の供給先を前記外部装置から他の外部装置に切り替えることを特徴とする給電装置。 - 前記残量情報は、前記二次電池のフル充電時の電力量に対する前記二次電池の残量の割合を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の給電装置。
- 前記決定手段は、前記二次電池の残量の割合が小さい程、前記供給時間として長い時間を決定することを特徴とする請求項2に記載の給電装置。
- 前記給電装置は、印刷を実行する画像形成装置であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の給電装置。
- 外部装置に無線で電力を供給する無線給電手段を備える給電装置の制御方法であって、
前記外部装置から、前記外部装置が備える二次電池の残量に関する残量情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記残量情報に基づいて、前記外部装置に電力を供給する供給時間を決定する決定ステップと、
前記外部装置への電力の供給を開始する開始ステップと、
前記外部装置への電力の供給を開始してから前記決定ステップで決定した前記供給時間が経過した場合に、電力の供給先を前記外部装置から他の外部装置に切り替え、前記外部装置への電力の供給を開始してから前記決定ステップで決定した前記供給時間が経過する前であっても、電力供給の停止要求を前記給電装置が前記外部装置から受信した場合に、電力の供給先を前記外部装置から他の外部装置に切り替える切替ステップと
を含むことを特徴とする給電装置の制御方法。 - 請求項5に記載の給電装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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