JP6188462B2 - 情報処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、情報処理装置の電源装置に対して商用交流電源からの電力の供給が断たれた場合の情報処理装置の動作に関するものである。
情報処理装置の一例として、パーソナルコンピュータやプリンタ等の周辺機器、また、テレビ、録画装置等は、ハードディスク(HDDとも記す)や不揮発性メモリ等の二次記憶装置を有する。例えば、この二次記憶装置に情報を記憶させるためのアクセス中に商用交流電源からの電力の供給が遮断されると、記憶中の情報を損傷、また、消失させる可能性がある。そのため、情報処理装置への電力の供給を断つ(オフする)場合は、二次記憶装置に情報を記憶した後に電力の供給が断たれるように終了処理(シャットダウン処理ともいう)を実行する。
このような背景から、商用交流電源からの電力が断たれた時に対処するためにバッテリー等の補助電源を設けて、補助電源の電力でシャットダウン処理を行う方法が特許文献1に開示されている。
特開2003−323235号公報
従来技術のシャットダウン処理の方法は、シャットダウン処理を行うのにバッテリーに十分な電力が蓄電されていることが前提である。しかし、情報処理装置の使用状況によってはバッテリーの蓄電電力は変動する可能性があり、蓄電電力が少ない場合等の動作については全く考慮されていない。つまり、蓄電電力が小さい場合にはシャットダウン処理を完了することができなくなる懸念がある。
本発明は、補助電源に蓄電される電力量が変動した場合においても適切にシャットダウン処理を行うことができる装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明の情報処理装置は、商用交流電源から入力される交流電圧を整流する整流手段と、前記整流手段によって整流された電圧を平滑し、且つ電荷を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段に接続されたトランスと、前記トランスの一次巻線に直列に接続されたスイッチング手段と、を備え、前記スイッチング手段をスイッチングすることにより前記トランスの二次巻線にパルス電圧を生成し、生成されたパルス電圧を整流及び平滑して直流電圧を出力する電源を有し、前記電源から電力が供給されて動作する情報処理装置であって、前記電源から電力が供給されて前記情報処理装置の動作を制御し、前記情報処理装置が通常の負荷となる通常動作モードと、前記情報処理装置が前記通常動作モードにおける負荷より負荷の小さい待機モードのいずれかのモードに切り換えるように制御する制御手段と、前記交流電圧を検知する電圧検知手段と、前記交流電圧の入力が停止したことを検知して、前記制御手段に通知する停電検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記停電検知手段から前記交流電圧の入力が停止したことが通知された場合に、前記電圧検知手段の検知結果と、前記情報処理装置の前記モードに基づき、前記情報処理装置のシャットダウン処理を開始するまでの時間を設定することを特徴とする。
補助電源に蓄電される電力量が変動した場合においても適切にシャットダウン処理を行うことができる。
実施例1の電源装置の模式的ブロック図を含む情報処理装置の図である。 実施例1における電圧検知のフローチャートである。 実施例1における停電時の運転方法のフローチャートである。 実施例1におけるLUTである。 実施例2の停電時の運転方法のフローチャートである。 実施例2における動作モードを切り替えるためのLUTである。 実施例2におけるタイマーの時間を切り替えるためのLUTである。 図1の電源装置の具体的な回路図である。 実施例1の模式的なLUTである。 情報処理装置の適用例であるレーザービームプリンタの概略図である。
次に、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下に実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれら のみに限定する趣旨のものではない。
(実施例1)
図1は本発明の実施例1に係る電源装置のブロック図を含む情報処理装置の概略を示す図である。また、図2(a)は電源装置の電圧を検知する際のフローチャートである。図2(b)は電源装置への商用交流電源からの電力(交流電圧)の供給停止(以下、停電ともいう)を検知する際のフローチャートである。図3は停電時の情報処理装置の運転方法を説明するフローチャートである。図4は、停電時に情報処理装置が参照するルックアップテーブル(以下、LUTともいう)の一例である。図8は本実施例の電源装置の模式的な回路図である。以下、図1、図2、図3、図4、図8を用いて、本実施例の詳細について説明する。
図1において、情報処理装置1は、例えば、パーソナルコンピュータ、プリンタ、テレビ、録画装置等の情報処理装置を含む。電源装置2は、情報処理装置1に内蔵、或いは外付けされる。そして情報処理装置1はその動作を制御するための制御部3を有する。次に、商用交流電源100は、電源装置2の整流部101、および、電圧検知用のトランス112に接続される。また、一次平滑コンデンサを有する平滑部102を有し、整流部101によって整流された脈流電圧を平滑し、且つ電荷を蓄積する蓄電部としても機能する。平滑部102に接続するコンバータは、スイッチSW103、トランス104、整流平滑部105、検出ブロック106、フォトカプラ107、制御部108の6つのから構成される。また、停電検知部109は、フォトカプラ110を介して、CPU111に検知結果を送信する。制御部3にはCPU111、ROM111a、RAM111bを有する。ROM111aには後述するフローチャートを実行するためのプログラムが記憶されており、RAM111bは、シャットダウン処理時の記憶装置として使用される。
まず、電源装置2の動作について図9の回路図を用いて説明する。図8の回路図は図1の電源装置2の回路構成を具体的に示したものである。商用交流電源100から入力された交流電圧をダイオードブリッジである整流部101である整流ブリッジ回路により整流する。そして、整流した脈流電圧を平滑部102である平滑コンデンサで平滑し、かつ、蓄電する。平滑コンデンサで平滑した電圧を、トランス104の1次巻線と1次巻線に直列に接続されたスイッチSW103を介してスイッチングする。これにより、トランス104の2次巻線へトランスの巻線比に応じたパルス電圧を発生させる。そして、トランスの2次巻線に発生したパルス電圧を整流平滑部105(ダイオード及びコンデンサ)によって整流及び平滑した直流電圧を、2次側に接続された負荷に供給する。直流電圧が負荷によらず一定になるように、検出部106(電圧検出回路)で直流電圧を検出する。検出結果は、フォトカプラ107(2次側の発光ダイオードと1次側のトランジスタ)を介して、制御部108(電源制御用のIC)に送信する。制御部108は、検出部106の検出結果に基づいてスイッチSW103の動作(オンオフ)を制御することで直流電圧が一定に制御される。
次に、本実施例の電源装置2の特徴について説明する。停電検知部109は、入力される交流電圧を検出する回路、また、交流電圧を検出する制御素子(ICともいう)を使用して構成する。また、これ以外に、電圧検出回路を内蔵したフォトカプラや汎用のフォトカプラにシャントレギュレータを組み合わせて構成しても良い。停電検知部109は、商用交流電源100からのAC電圧の値(ピーク値)が設定値より大きい時にHigh信号を出力し、設定値より小さい場合にLow信号を出力する。すなわち、停電検知部109の出力される信号は、停電時、および、商用交流電源100のゼロクロス付近でLowとなる。なお、設定値(閾値)を小さくすると、ゼロクロス付近のデッドタイムを短くすることができるため、停電に対する検知精度を上げることができる。なお、設定値を小さくし過ぎるとノイズに対して誤動作が起きやすくなるため本実施例では設定値は10Vにしている。
そして、電圧検知用のトランス112は、商用交流電源100からの交流電圧を降圧してトランス112の二次側に伝達する。二次側に伝達された交流電圧は、整流平滑部113で直流化されてCPU111に供給される。CPU111は、整流平滑部113で直流化された電圧をA/D変換して取り込み、商用交流電源100からの電圧値を検知する。なお、トランス112は、トランス104の二次側に補助巻線として追加する構成でもよい。
以上説明した構成の電源装置を有する情報処理装置において、商用交流電源100からの交流電圧を検知する方法及び停電を検知する方法を、図2を用いて説明する。なお、図における動作シーケンスはCPU111によりROM111a(図1)に記憶されているプログラムに基づき実行される。以下に示す図2(a)、(b)のフローチャートを実行するためのプログラムが夫々、ROM111aに記憶されており、CPU111が呼び出して実行する。
まず、図2(a)において、電源装置に商用交流電源100からの交流電圧が入力されてCPU111が起動する。CPU111が起動したら、トランス112により電圧の検知結果を、整流平滑部113を介して監視する(S201)。そして、記憶装置としてのRAM111b(図1)に、電圧トランス112による検知結果を記憶する(S202)。
また、図2(b)において、この処理と並列に、停電検知部109からの出力を、フォトカプラ110を介して監視する(S301)。停電検知部109は、商用交流電源100からの交流電圧がゼロクロス付近、また、商用交流電源100からの交流電圧の供給が停止(停電)した場合にLow信号を出力する。それ以外の場合はHigh信号を出力する。CPU111が電圧検知部109からHigh信号を出力したことを検知している場合は、S301のステップに戻り、電圧検知部からの信号の監視を継続する(S302)。電圧検知部109からLow信号を出力したことを検知した場合は、ゼロクロス付近であることの検知と停電であることを区別する必要がある。そのため、Low信号を出力している期間をカウントする(S303)。カウントした期間が2msec以下の場合は、ゼロクロス付近によるLow信号の出力であると判断して(S304)、再びS301のステップに戻る。一方、カウント値が2msecより長くなった場合は、商用交流電源100からの交流電圧の供給が停止した(停電)したものと判断し、図3で示す停電時運転のフローのS401を開始する(S305)。図3の停電時運転のフローを開始した場合においても、停電検知部109の出力を監視し続ける。監視を継続中に、停電していないと検知した場合は、停電が解消されたと判断する(S306)。停電が解消された場合、停電が解消した旨を報知し(S307)、S301のステップから再開する。なお、図3の停電時運転のフローにおいてはS410に移行して通常状態に復帰することになる。
次に、停電時の運転方法の詳細について図3のフローチャートを用いて説明する。図2(b)のS305に従い、停電時運転のフローを開始する(S401)。まず、図2(a)の電圧検知のフロー(S202)にて記憶した、商用交流電源100からの交流電圧の値(以下、AC電圧値という)を参照する(S402)。また、現在の情報処理装置の動作状態を把握する(S403)。この2つのパラメータに基づいて、予め設定されている図4に示すLUT(ルックアップテーブル)を参照し(S404)、LUTから参照した数値をタイマーの時間として設定する(S405)。なお、このLUTは後で詳細に説明する。そして、停電が解消しているかどうかを、S307のステップが実行されたか否かで判断する(S406)。S307が実行されず、停電が継続している場合は、停電発生からの経過時間をカウントし(S407)、S405で設定した時間に到達したかどうかを判断する(S408)。S405で設定した時間に到達していない場合は、S406のステップに戻る。
S406のステップにより停電が解消したことを検知した場合、タイマーの設定値や経過時間のカウント値をリセットし、通常の動作状態に切り替えて(S410)、停電時運転フローを終了する(S412)。一方、S408で停電が解消されずにタイマーで設定時間に到達した場合、シャットダウン処理を実行する(S409)。ここで実行するシャットダウン処理の内容は、一般的に実行されているものと同様の処理である。一例としては、情報処理装置の起動に関わる情報を不揮発性メモリに格納し、それ以外の情報へのアクセスを停止する。また、不図示のHDD(ハードディスクなどの大容量記憶装置)に緊急停止のコマンドを送信し、HDDは読み書き用ヘッダを退避して停止する。そして、情報処理装置の電源をOFFにし(S411)、すべての動作を終了する(S412)。
次に、上述した2つのパラメータ(AC電圧値と情報処理装置の動作状態)によってLUTの数値の決め方を説明する。一般的な電源装置の平滑ブロック102で使用される一次平滑コンデンサに蓄電されるエネルギー量は、使用する一次平滑コンデンサの容量に比例し、かつ、その充電電圧の二乗に比例する。また、一次平滑コンデンサの充電電圧は、商用交流電源100からの実行電圧によって決まる。そして、一次平滑コンデンサが放電されるまでの電荷保持時間は、蓄電されたエネルギー量と二次側の負荷の電流量から算出できる。なお、二次側の負荷の電流量は、情報処理装置1の動作状態に応じた値である。すなわち、電荷保持時間は、予め定められている一次平滑コンデンサの容量と、商用交流電源100からのAC電圧値と、現在の情報処理装置の動作状態の3つのパラメータから算出することができる。
LUTに代入する数値は、算出された電荷保持時間から、シャットダウン処理に要する時間を減じた値となる。シャットダウン処理に要する時間は、パラメータに因らず、情報処理装置1に固有の値で一定であるため、3つのパラメータを適切に与えてLUTを作成すれば良い。本実施例では、一例として、出力が60W、一次平滑コンデンサが680μFの電源装置を備え、通常の負荷となる通常動作モードと、通常の負荷の1/10程度の負荷となる待機モードを備える情報処理装置1のLUTを図4に示す。図4に示すLUTは、AC電圧値が80V、100V、120V、140Vの場合において、通常動作モードと待機モードにおける電荷保持時間を格納したテーブルである。
次に、LUTの参照方法について説明する。図3のS402で検知したAC電圧値から、LUTで参照する列を選択する。例えば、図4のLUTでは、商用交流電源100のAC電圧値が80V以上であり100V未満の場合は80Vの列を選択する。次に、図3のS403で検知した情報処理装置の動作状態に基づきLUTの行を選択する。この2つのパラメータから選択した行列のセルの値が、図3のS405で設定する値となる。このように、商用交流電源100のAC電圧値や、情報処理装置1の動作状態(動作モード)に応じてシャットダウン処理を開始するまでの時間を切り替えることができる。これにより、停電時に、情報処理装置1の動作状態によってシャットダウン開始までのタイミングを適正化できる。従って、ユーザーにとって不必要なシャットダウンを防ぐことができる可能性が高まる。
なお、図5のLUTでは、商用交流電源100のAC電圧値を、80Vから140Vまで20V刻みの4段階にし、動作状態について2つの動作モードにおける例を示した。しかし、これに限らず、AC電圧値の段階や動作モードの数も変更してLUTを作成することが可能である。また、図10のように、動作状態が1つの場合における、より簡易なLUTを使用することも可能である。この場合は、図4のS403のステップを省いて制御すれば良い。
そして本実施例では、入力されるAC電圧値と動作状態の2つのパラメータを用いて制御を行ったが、例えば、入力される電流値、電力量等、その他の蓄電量に関わるデータをパラメータとして用いても良い。
以上のように本実施例によれば、簡単な構成で、電源の蓄電量に応じて最適な停電時の運転方法を提供できる。
(実施例2)
図5は本発明の実施例2に係る停電時の運転方法を説明するフローチャートである。図6及び図7は停電時に参照するLUTの一例である。以下、図5、図6、図7に基づき、本実施例について詳細に説明する。なお、実施例1と異なる点は、図5におけるS601,S602,S603,S604の4つのステップである。その他の共通する箇所は、同一符号をつけて説明を省略する。
本実施例では一例として、出力60W、一次平滑コンデンサが680μFの電源装置を備える。そして、3つの動作モードを備える情報処理装置1を前提とする。3つの動作モードは以下の動作モードである。
1)通常の負荷となる通常動作モード。
2)CPUによる情報の処理のみを行い通常の負荷の1/3程度の負荷となる待機モード1。
3)CPUの処理速度を低下させて、通常の負荷の1/10程度の負荷となる待機モード2。
この情報処置装置1のLUTを図6及び図7に示す。図6は、動作モードを切り替えるためのLUT21であり、図7はタイマーにセットする数値を示すLUT22であり、実施例1の図4で説明したLUTに相当する。また、待機モード2の一例として、コンピュータ等の情報処理装置1では、CPU111を省電力モードに設定して処理速度を下げる状態にする。また、画像情報を扱う複写機やプリンタ等では、イメージスキャナによるスキャンやプリントジョブの画像処理のみを行い印字機能を実行しない状態となる。
まず、図5を用いて、本実施例の固有の動作モードの切り替え方法を説明する。図5のS402で検知したAC電圧から、LUT21で参照する列を選択する。例えば、図6の例では、商用交流電源100からのAC電圧の値をVacとし、Vacが110V未満の場合は“Vac<110”の列を選択する。次に、図5のS403で検知した情報処理装置1の動作状態に基づき、LUTの行を選択する。この2つのパラメータから選択した行列に対応するセルの値が、図5のS602で切り替える情報処理装置1の動作状態となる。なお、図6のLUTでは、AC電圧の値が以下の4つの条件で列が選択される。
1)AC電圧の値Vacが110V未満:“Vac<110”
2)AC電圧の値Vacが110V以上で140V未満:“110≦Vac<140”
3)AC電圧の値Vacが140V以上で180V未満:“140≦Vac<180”
4)AC電圧の値Vacが180V以上:“Vac≧180”
次に、図5を用いて本実施例における情報処理装置1の停電時の運転方法について説明する。S401からS403のステップを終えた後、動作状態を切り替えるためのLUT21を参照する(S601)。LUT21で定められた結果に基づいて、情報処理装置1の動作状態を遷移させる(S602)。遷移後の新しい動作状態に基づいてLUT22を参照し(S603)、参照先の数値をタイマーにセットする(S405)。
また、S406のステップにより停電が解消したことを検知した場合、S604で復帰する際の動作状態は、S403のステップで確認した時の動作状態であり、S602のステップによって変更した後の動作状態ではない。
このように、動作する機能を一部制限することにより、平滑ブロック102に使用される一次平滑コンデンサの電荷保持時間を長くすることができる。すなわち、商用交流電源100からAC電圧の供給が停止している間は動作する機能を制限して、シャットダウン処理を開始するまでの時間を切り替えることができる。これにより、停電時に、情報処理装置1の動作状態によってシャットダウン開始までのタイミングを適正化できる。従って、停電時にユーザーにとって不必要なシャットダウンを防ぐことができる可能性が高まる。一方、動作する機能を制限しない場合は、高いユーザビリティを提供できる。そのため、バッテリーの残量が十分にある場合においては、機能を制限することなく提供することが可能である。
しかし、停電中に動作を制限することなく提供することと、シャットダウン処理の発生頻度を減らすことはトレードオフの関係となる。そして、どちらを優先するかは、ユーザーにより考え方が違う可能性がある。そのため、ユーザーに応じた最良の動作方法を固定値で設定することは難しい。よって、情報処理装置1に備え付けのタッチパネルや、或いは、情報処理装置1に接続された外部の端末のアプリケーションソフトから、無線または有線の通信を利用して指定するようにしても良い。タッチパネルや外部の端末にLUT21を表示し、LUT21の設定値を、各動作モードから選択できるようにしても良い。ユーザーがLUT21の設定値を任意に選択できれば、使用するユーザーに応じて最良のユーザビリティを提供することができる。
以上のように本実施例によれば、簡単な構成で、電源の蓄電量に応じて最適な停電時の運転方法を提供できる。
(本発明の電源装置の具体的な適用例)
実施例1、実施例2で説明した電源装置が搭載される情報処理装置の一例として、レーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に適用することができる。以下にその適用例を説明する。電源装置は、画像形成装置における用紙を搬送する搬送ローラの駆動部であるモータや、その他、アクチュエータ類、また、制御部への電力供給のための電源として適用可能である。
図10(a)に画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ2000は、画像形成部2100として潜像が形成される像担持体としての感光ドラム2110、感光ドラムに形成された潜像をトナーで現像する現像部2120を備えている。そして感光ドラム2110に現像されたトナー像をカセット2160から供給された記録媒体としてのシート(不図示)に転写して、シートに転写したトナー像を定着器2140で定着してトレイ2150に排出する。また、図10(b)画像形成装置の駆動部としてのモータへの電源からの電力供給ラインを示す。上記の電源装置は、このような画像形成動作を制御するCPU3100有するコントローラへ3000の電力供給、また、画像形成のための駆動部としてのモータ3120及びモータ3130に電力を供給する低圧電源として適用できる。供給する電力として、モータに24Vを供給する。例えばモータ3120はシートを搬送する搬送ローラを駆動するモータ、モータ3130は定着器2140を駆動するモータである。レーザビームプリンタのような画像形成装置は、画像形成を実行している動作状態と、画像形成を実行しておらず、消費電力を低減するためにモータ等への電力の供給をオフする省電力状態とに切り換えることができる。このような動作状態(動作モード)に応じて上記の実施例1、2で説明した制御を実行することができる。
1 情報処理装置
2 電源装置
3 制御部
100 商用交流電源
101 整流ブロック
102 平滑ブロック
109 電圧検知部
110 フォトカプラ
111 CPU

Claims (7)

  1. 商用交流電源から入力される交流電圧を整流する整流手段と、前記整流手段によって整流された電圧を平滑し、且つ電荷を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段に接続されたトランスと、前記トランスの一次巻線に直列に接続されたスイッチング手段と、を備え、前記スイッチング手段をスイッチングすることにより前記トランスの二次巻線にパルス電圧を生成し、生成されたパルス電圧を整流及び平滑して直流電圧を出力する電源を有し、前記電源から電力が供給されて動作する情報処理装置において、
    前記電源から電力が供給されて前記情報処理装置の動作を制御し、前記情報処理装置が通常の負荷となる通常動作モードと、前記情報処理装置が前記通常動作モードにおける負荷より負荷の小さい待機モードのいずれかのモードに切り換えるように制御する制御手段と、
    前記交流電圧を検知する電圧検知手段と、
    前記交流電圧の入力が停止したことを検知して、前記制御手段に通知する停電検知手段と、を備え
    前記制御手段は、前記停電検知手段から前記交流電圧の入力が停止したことが通知された場合に、前記電圧検知手段の検知結果と、前記情報処理装置の前記モードに基づき、前記情報処理装置のシャットダウン処理を開始するまでの時間を設定することを特徴とする情報処理装置。
  2. 前記制御手段は、前記停電検知手段から前記交流電圧の入力が停止したことが通知された場合に、前記通常動作モードであれば、前記時間を第一の値に設定し、前記待機モードであれば、前記時間を前記第一の時間より長い第二の時間に設定することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記制御手段は、前記シャットダウン処理を開始するまでの時間を、前記蓄電手段の電荷保持時間を用いて算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。
  4. 前記シャットダウン処理を開始するまでの時間を設定するテーブル情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  5. 更に、前記電圧検知手段で検知された前記交流電圧の値に応じて、前記モードを選択するためのモード選択テーブル情報を記憶することを特徴とする請求項4に記載の情報処理装置。
  6. 前記情報処理装置は、画像を形成する画像形成装置を含み、
    前記電源からの電力が供給されて動作する画像形成手段を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  7. 更に、画像形成手段を駆動する駆動手段を有し、
    前記画像形成装置が画像を形成する場合に、前記電源は前記駆動手段に電力を供給し、前記画像形成装置が省電力状態の場合に、前記電源は前記駆動手段への電力の供給を停止することを特徴とする請求項に記載の情報処理装置。
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