JP6320018B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、省電力モードを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a power saving mode.
従来の省電力モードを備える画像形成装置には、商用電源の交流電圧を変換し直流電圧を出力するためのコンバータを複数備え、画像形成時以外のいわゆる省電力モードにおいて複数のコンバータのうちいずれかを停止する方式が一般に広く知られている。また、蓄電素子を利用することにより省電力モード時に定着ヒータを加熱し続けることなく稼働復帰時に急激な加熱を行うことで、省電力モード中の電力を削減する方式も知られている(例えば、特許文献1参照)。 An image forming apparatus having a conventional power saving mode includes a plurality of converters for converting an AC voltage of a commercial power source and outputting a DC voltage, and any one of the plurality of converters in a so-called power saving mode other than during image formation. A method for stopping the transmission is generally widely known. In addition, there is also known a method of reducing power during the power saving mode by performing rapid heating at the time of operation return without continuously heating the fixing heater at the time of the power saving mode by using the storage element (for example, Patent Document 1).
ここで、図5を用いて省電力モード時に複数のコンバータのいずれかを停止する方式と、特許文献1に記載されているような蓄電素子を利用する例について説明する。図5に示す画像形成装置では、商用電源701の入力から整流器704を介して2つの絶縁型コンバータ705、706と1つの定電流電源710により、3つの直流電圧を生成している。定電流電源710には電圧検出器709が接続されている。また、定着加熱装置703は定着電源702から電力を供給されている。このような画像形成装置では、省電力モードに移行時、不図示の制御回路からの停止信号を受け、3つの直流電圧のうち2つの直流電圧の生成を停止することで省電力を図っている。また、特許文献1では省電力モード移行時などにキャパシタ充電器707によりキャパシタ708を充電し、省電力モードからの復帰時に定着加熱装置703への供給電力を補うことで定着ヒータの急激な加熱と省電力モード時の省電力の両立を図っている。
Here, a method of stopping any of the plurality of converters in the power saving mode and an example of using a storage element as described in
また、例えば特許文献2に記載されているように、省電力モード時の電力を画像形成装置に接続された商用電源からではなく、パーソナルコンピュータ(以下、PC)などの外部装置からLANやUSBなどのケーブルを介して供給を受ける方式が知られている。同様に画像形成装置に付属される太陽電池などの発電手段から電力供給を受ける方法も記載されている。
For example, as described in
しかし、複数のコンバータを有する従来例では画像形成装置が大型化してしまい、高価なものになってしまう。また、特許文献1に記載されるような定着ヒータへの電力を補うための大きな電力をキャパシタから供給する構成では、必要なキャパシタの数やサイズも大きくなり、その結果画像形成装置が大型化し、高価なものになってしまう。更に、キャパシタから電力を供給する方法では、キャパシタの損失も大きくなるという課題がある。また、画像形成装置は、省電力モード時に商用電源以外から電力供給を受けることができない環境で使用されているケースが多い。一般的なオフィスでは、USB接続ではなくLAN接続の方が普及しており、そのLANも電源ライン付きのものを使用しているケースは現時点では少ない。また、画像形成装置に発電装置を備えたり、画像形成装置を発電装置に接続していたりするケースも少ない。このような使用環境において特許文献2に記載されるような方式を用いると、長時間プリントジョブを受信しなかった場合には、蓄電素子に蓄えられたエネルギーは放電してしまう。そして、画像形成装置を再起動するためには、ユーザが電源スイッチを操作する必要があり、ユーザの利便性を損ねてしまうという課題がある。また、近年の画像形成装置は、利便性の観点から省電力であってもネットワークを介して外部機器と接続され、予測不可能なタイミングで発生するユーザからのアクセスに応答できる機能が要求されている。
However, in the conventional example having a plurality of converters, the image forming apparatus becomes large and expensive. Further, in the configuration in which a large amount of power for supplementing the power to the fixing heater as described in
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ユーザの利便性を損なうことなく省電力を実現することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to realize power saving without impairing user convenience.
前述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
(1)交流電圧から直流電圧を生成する電源と、接続状態で前記交流電圧を前記電源へ供給し、非接続状態で前記交流電圧の前記電源への供給を遮断する第一スイッチと、前記電源により生成された直流電圧によって充電され、直流電圧を負荷に供給する蓄電素子と、前記第一スイッチの接続状態又は非接続状態を制御する制御手段と、を備え、所定電力を消費する第一モードと、前記第一モードよりも消費する電力が低い第二モードとで動作することが可能な画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第一モードから前記第二モードへ移行する際に、前記第一スイッチを非接続状態として前記電源への前記交流電圧の供給を遮断し、前記第二モードに移行した後、前記電源により生成された直流電圧によって前記蓄電素子の充電を開始するために、前記負荷の稼働状態に基づいて、非接続状態の前記第一スイッチを接続状態とするタイミングを決定することを特徴とする画像形成装置。 (1) from the AC voltage power supply for generating a DC voltage, the AC voltage supply provided to the power supply connection state, a first switch to cut off the supply to the power supply of the AC voltage in the non-connected state, the is charged by the generated DC voltage by the power supply includes a power storage device for supplying a DC voltage to the load, prior SL and control means for controlling the connection state or the disconnection state of the first switch, a second consumes predetermined power An image forming apparatus capable of operating in one mode and a second mode that consumes less power than the first mode, wherein the control unit shifts from the first mode to the second mode. when, the first switch off the supply of the AC voltage to the power supply as a non-connected state, after shifting to the second mode, starts charging of said power storage device by the DC voltage generated by the power supply Because the, on the basis of the operating state of the load, the image forming apparatus and determines the timing to the first switch connection state of the non-connected state.
本発明によれば、ユーザの利便性を損なうことなく省電力を実現することができる。 According to the present invention, power saving can be realized without impairing user convenience.
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail by way of examples with reference to the drawings.
[画像形成装置]
図1(a)は、電子写真記録技術を用いた画像形成装置(以下、プリンタという)1の断面図である。プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット21が出射し、帯電ローラ16によって所定の極性に帯電された感光ドラム19を走査する。これにより感光ドラム19には静電潜像が形成される。なお、画像形成動作中、感光ドラム19は反時計回り方向(図中矢印方向)に回転している。感光ドラム19に形成された静電潜像に対して現像器17からトナーが供給され、感光ドラム19上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。一方、給紙カセット11に積載された記録材(記録紙)Pはピックアップローラ12によって一枚ずつ搬送路上に給紙され、ローラ13によってレジストローラ14に向けて搬送される。更に記録材Pは、感光ドラム19上のトナー画像が感光ドラム19と転写ローラ20で形成される転写ニップ部に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ14から搬送される。記録材Pが転写ニップ部を通過する過程で、感光ドラム19上のトナー画像は記録材Pに転写される。その後、記録材Pは、像加熱装置2で加熱されてトナー画像が記録材Pに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持した記録材Pは、ローラ26、27によってプリンタ1上部のトレイに排出される。
[Image forming apparatus]
FIG. 1A is a cross-sectional view of an image forming apparatus (hereinafter referred to as a printer) 1 using an electrophotographic recording technique. When the print signal is generated, the
クリーナ18は転写後に感光ドラム19上に残留したトナーを清掃する。給紙トレイ(手差しトレイ)28は、記録材Pのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録材規制板を有しており、定型サイズ以外のサイズの記録材Pにも対応するために設けられている。ピックアップローラ29は、給紙トレイ28から記録材Pを搬送路上に給紙する。モータ30は、像加熱装置2等を駆動する。上述した感光ドラム19、帯電ローラ16、スキャナユニット21、現像器17、転写ローラ20が、記録材Pに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。なお、本実施例のプリンタ1は、所定電力を消費する画像形成動作を行う第一モードである通常モードと、通常モードよりも消費電力を低減する第二モードである省電力モードで稼働することができる。また、本発明が適用される画像形成装置は、図1(a)で示したプリンタ1に限定されるものではない。
The
[電源経路]
図1(b)は、本実施例の商用電源100から通信手段である通信回路109等までの電源経路を模式的に示したものである。商用電源100は、整流器103を介して主電源である絶縁型コンバータ104に接続されている。第一スイッチであるスイッチ102は、主電源である絶縁型コンバータ104の停止又は再起動を行うためのスイッチである。なお、スイッチ102は、絶縁型コンバータ104への電力供給を制御できる位置に接続されていればよく、整流器103の前段、後段のいずれに接続されていてもよい。CPU108とスイッチ102で主電源である絶縁型コンバータ104を停止又は再起動する手段を構成している。CPU108は、不図示のROM、RAM、タイマを有している。また、CPU108は、図1(b)中破線矢印で示すように、スイッチ102の接続(オン)又は切断(オフ)を制御する。
[Power supply path]
FIG. 1B schematically shows a power supply path from the
絶縁型コンバータ104は、直流電圧を生成する電源であり、モータ30の駆動回路や、不図示の高圧回路などに接続されると共に、充電手段である充電回路105に接続される。蓄電素子106は、充電回路105に接続されており、充電回路105により制御された出力で充電される。蓄電素子106は、放電手段である放電回路107にも接続されており、放電回路107により制御された出力で、CPU108や通信回路109への電力供給を行う。放電回路107には、蓄電素子106の電圧や蓄電素子106からの電流を測定する機能を持たせることもできる。放電回路107は、CPU108や通信回路109の他、負荷としての複数の回路に接続されており、例えば、レーザ駆動回路110や、センサ回路114などにも電力を供給する。また、放電回路107から各負荷への接続は、それぞれ第二スイッチであるスイッチを介して行われる。具体的には、放電回路107から通信回路109への接続はスイッチ111を介して、放電回路107からレーザ駆動回路110への接続はスイッチ112を介して、放電回路107からセンサ回路114への接続はスイッチ113を介して行われる。
The
なお、CPU108はスイッチを介することなく放電回路107に接続されている。CPU108は、スイッチ111、112、113の接続(オン)又は切断(オフ)を制御している。このように接続することで、負荷を構成する各回路の駆動が不要な動作モード時には、CPU108がスイッチ111、112、113をオフにすることにより、電源経路から各負荷を切り離すことが可能になる。なお、放電回路107は、充電回路105による蓄電素子106の充電中にも、CPU108及びスイッチにより接続されている負荷へ電圧を出力している。即ち、放電回路107は常に稼働している。また、放電回路107に接続されている負荷は一例であり、本実施例に限定するものではない。
The
[省電力モード時の充電動作]
図2(a)は、プリンタ1が通常モードから省電力モードへ移行した後の充電動作を示すフローチャートである。本実施例のプリンタ1は、消費電力が異なる3つの省電力モードで稼働可能であるものとする。ここで、3つの省電力モードを、省電力モード1(図2(a)では単にモード1)、省電力モード2(図2(a)では単にモード2)、省電力モード3(図2(a)では単にモード3)とする。
[Charging operation in power saving mode]
FIG. 2A is a flowchart illustrating a charging operation after the
省電力モード1は、プリンタ1が省電力モードに移行した際に、回路グループAを遮断する(切り離す)モードである。例えば、回路グループAとして、通信回路109、レーザ駆動回路110、センサ回路114の一部とする。回路グループAを遮断する場合、CPU108は、スイッチ111、スイッチ112及びスイッチ113を切断(オフ)する。なお、スイッチ113によりセンサ回路114で遮断されるのが、センサ回路114の一部であるとしたのは、次の理由からである。例えば、消費電力が最も低い省電力モードであっても、電源ボタンがオン又はオフされたことを検知するセンサ等、最低限必要なセンサ類は起動しておく必要があるからである。
The
省電力モード2は、プリンタ1が省電力モードに移行した際に、回路グループBを遮断するモードである。例えば、回路グループBとして、レーザ駆動回路110、センサ回路114の一部とする。回路グループBを遮断する場合、CPU108は、スイッチ112及びスイッチ113を切断(オフ)する。省電力モード3は、プリンタ1が省電力モードに移行した際に、回路グループCを遮断するモードである。例えば、回路グループCとして、レーザ駆動回路110とする。回路グループCを遮断する場合、CPU108は、スイッチ112を切断(オフ)する。なお、省電力モードの数は、本実施例に限定されるものではなく任意に設定できる。また、どの負荷をどのグループとするか、どの省電力モードでどのグループを遮断するか等も、本実施例に限定されるものではなく、画像形成装置毎に適宜決定される。
The
プリンタ1が省電力モードに移行すると、CPU108は、ステップ(以下、Sとする)301以降の処理を実行する。S301でCPU108は、ユーザの設定や外部機器の接続状態などに応じて、どの省電力モードを選択するかを判断し、いずれの省電力モードも選択されていないと判断した場合は、S301の処理を繰り返す。S301でCPU108は、省電力モード1を選択した場合にはS302の処理に、省電力モード2を選択した場合はS303の処理に、省電力モード3を選択した場合はS304の処理にそれぞれ進む。S302でCPU108は、省電力モード1を選択したため、回路グループAを遮断する。具体的には、CPU108は、スイッチ111〜113をオフにし、通信回路109、レーザ駆動回路110、センサ回路114の一部への電力供給を遮断する。S303でCPU108は、省電力モード2を選択したため、回路グループBを遮断する。具体的には、CPU108は、スイッチ112、113をオフにし、レーザ駆動回路110及びセンサ回路114の一部への電力供給を遮断する。S304でCPU108は、省電力モード3を選択したため、回路グループCを遮断する。具体的には、CPU108は、スイッチ112をオフにし、レーザ駆動回路110への電力供給を遮断する。
When the
S305でCPU108は、スイッチ102をオフすることにより主電源である絶縁型コンバータ104を停止し、商用電源100からの電力の供給をほぼゼロとする。なお、CPU108は、プリントジョブの割り込みを禁止しておく。また、CPU108は、S305で絶縁型コンバータ104を停止させてから後述するS313又はS320で絶縁型コンバータ104を再起動させるまでの間、蓄電素子106に充電された電力を、放電回路107によって、接続されている負荷へ供給する。更に、S305でCPU108は、絶縁型コンバータ104を停止してからの経過時間を計測するため、不図示のタイマをスタートさせる。
In step S <b> 305, the
S306でCPU108は、蓄電素子106の充電開始のタイミングを判断するために、稼働状態を判断する。稼働状態の判断とは、CPU108がスイッチ102をオンにして絶縁型コンバータ104の再起動を指示し、蓄電素子106への充電が開始されるまでの間に負荷が消費すると予側されるエネルギーを見積もる処理である。
In S <b> 306, the
負荷が消費するエネルギーの見積もり方法は種々あるが、本実施例では、CPU108が、CPU108自らの動作状態と通信回路109の動作状態に基づいて、放電回路107に接続されている負荷の電源負荷レベルを判断する。ここで、動作状態とは、例えば、負荷が動作する頻度である。また、電源負荷レベルとは、負荷がどのくらいの電気的なエネルギーを消費しているかを表すレベルで、動作レベルともいう。CPU108は、省電力モードと動作レベルとに基づいて、稼働状態を判断する。即ち、CPU108は、どの回路が接続され、接続されている回路がどの程度の電源負荷で動いているかを見積もることで、絶縁型コンバータ104の再起動までに必要なエネルギーを判断する。
Although there are various methods for estimating the energy consumed by the load, in this embodiment, the
省電力モード、動作レベル及び再起動までに必要なエネルギーの関係は、例えば表1に示すようになる。表1で、省電力モードを例えばX、Y、Zで表し、動作レベルを高、中、低で表している。 The relationship between the power saving mode, the operation level, and the energy required for restarting is as shown in Table 1, for example. In Table 1, the power saving mode is represented by, for example, X, Y, and Z, and the operation level is represented by high, medium, and low.
このようにしてCPU108は、再起動までに必要なエネルギーを判断し、蓄電素子106のエネルギーが充電を開始するまでに尽きてしまうことのないように、充電開始のタイミングの判断を行う。以降、CPU108が蓄電素子106の充電開始のタイミングの判断に用いるパラメータを、充電開始トリガと呼ぶ。本実施例では、充電開始トリガを、省電力モードに移行してからの経過時間として説明する。より詳細には、S305で主電源である絶縁型コンバータ104が停止してからの経過時間を充電開始トリガとする。
In this way, the
S307でCPU108は、S306で判断した稼働状態(主電源の再起動までに必要なエネルギー)に基づいて、蓄電素子106の充電開始タイミングを判断するための閾値を決定する。ここで、充電開始トリガが、絶縁型コンバータ104が停止してからの経過時間である場合、絶縁型コンバータ104の再起動までに必要なエネルギーが大きいほど、この閾値は短くなり、再起動に必要なエネルギーが小さいほど、この閾値は長くなる。このように、CPU108が稼働状態を判断することによって、プリントジョブを受信しなくても蓄電素子106のエネルギーを使い切ってしまうことなく再充電を行い、また予測不可能なタイミングで発生するユーザからのアクセスに応答することが可能となる。
In S <b> 307, the
S308でCPU108は、プリントジョブを受信したか否かの確認を行い、プリントジョブを受信した(プリントジョブあり)ことを確認した場合には、S320の処理に進む。S320でCPU108は、省電力モードから通常モードに復帰するために、スイッチ102をオンして絶縁型コンバータ104を再起動し、S321でプリントシーケンスを起動する。プリンタ1の構成や外部機器の接続状態によっては、プリントジョブだけでなくステイプラの起動など絶縁型コンバータ104による電力供給が必要な場合も、同様の処理を行う。即ち、S320でCPU108は、省電力モードから通常モードに移行し、絶縁型コンバータ104を再起動することになる。CPU108は、省電力モードから通常モードに復帰し、主電源である絶縁型コンバータ104が再起動された場合には、蓄電素子106が所定の電圧となるまで充電回路105により蓄電素子106の充電を行う。
In step S308, the
S308でCPU108は、プリントジョブを受信していない(プリントジョブなし)ことを確認した場合には、S309の処理に進む。S309でCPU108は、S305でスタートさせた不図示のタイマを参照することにより、絶縁型コンバータ104を停止してからの経過時間と、S307で決定した閾値とを比較する。そして、S309でCPU108は、充電開始トリガである経過時間が、閾値より大きいか否かを判断する。S309でCPU108は、充電開始トリガである経過時間が閾値以下であると判断した場合、S308の処理に戻る。
If the
S309でCPU108は、充電開始トリガである経過時間が閾値より大きいと判断した場合、蓄電素子106の充電を開始しないと蓄電素子106のエネルギーを使い切ってしまうと判断し、S313の処理に進む。S313でCPU108は、スイッチ102をオンし、絶縁型コンバータ104の再起動を行う。S314でCPU108は、プリントジョブの割り込みを許可しておき、S315で充電回路105による蓄電素子106の充電を開始する。なお、後述するS316の処理からS315に戻ってくる場合には、CPU108は、充電回路105による蓄電素子106の充電を継続することとなる。S316でCPU108は、蓄電素子106の蓄電量の確認を行う。例えば、CPU108は、不図示の電圧検知手段により蓄電素子106の電圧を検知することにより、蓄電量の確認を行う。また、CPU108は、充電回路105から流れる電流の積算値を不図示の検知手段により検知することにより、蓄電量の確認を行う構成としてもよい。また、充電回路105が定電流充電回路である場合には、CPU108は不図示のタイマにより充電開始からの時間経過を計測することで、蓄電量の確認を行う構成としてもよい。
If the
S316でCPU108は、蓄電素子106の蓄電量が所定量より大きいか否かを判断し、蓄電量が所定量以下であると判断した場合、S315の処理に戻る。S316でCPU108は、蓄電量が所定量よりも大きいと判断した場合、S317で充電回路105による蓄電素子106の充電を終了し、S305の処理に戻る。ここで、CPU108がS316で蓄電素子106の充電の終了を判断するための所定量とは、蓄電素子106の耐圧や、効率特性などによって決定される値であり、蓄電素子106が充電されたことを判断するための値である。
In S316, the
また、S314でCPU108は、蓄電素子106への充電中にプリントジョブによる割り込みを許可している。このため、充電回路105による蓄電素子106の充電中に、プリントジョブによる割り込みが発生した場合、CPU108は、図2(b)に示すプリントジョブ割り込み処理を実行する。プリントジョブによる割り込みが発生した場合、S331でCPU108は、プリントシーケンスを起動し、割り込みからの復帰を行う。
In step S <b> 314, the
このように、本実施例によれば、一つの絶縁型コンバータ104を用いる小型な構成であっても、省電力モード時に主電源である絶縁型コンバータ104を停止し、蓄電素子106からユーザの要求に応答するための電力を供給する。そして、CPU108が稼働状態を判断し、蓄電素子106に蓄えられたエネルギーで絶縁型コンバータ104の再起動が可能な状態を維持する構成とする。即ち、画像形成装置が省電力モードに移行し、長い時間プリントジョブを受信していない状態が継続されたとしても、稼働状態に応じたタイミングで蓄電素子106を充電することができる。これにより、本実施例によれば、ユーザの利便性を損なうことなく省電力を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, even in a small configuration using one
実施例1では、充電開始トリガに省電力モード移行後の経過時間を用いた例を説明した。実施例2では、充電開始トリガに蓄電素子106の電圧値を用いる場合の例を説明する。例えば、放電回路107が蓄電素子106の電圧測定機能を有している場合、充電開始トリガとして蓄電素子106の電圧値を用いることも可能である。なお、実施例1で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
In the first embodiment, an example in which the elapsed time after shifting to the power saving mode is used as the charging start trigger has been described. In the second embodiment, an example in which the voltage value of the
[放電回路107の電圧測定機能]
図3(a)に示すように、放電回路107の電圧測定は、蓄電素子106の正極の電位を、検知手段である抵抗121、抵抗122で分圧し、CPU108のADポートに入力することで行う構成とする。これにより、CPU108は、容易に蓄電素子106の電圧値を測定できる。CPU108は、蓄電素子106の電圧値を測定し、蓄電素子106のエネルギーが充電を開始するまでに尽きてしまうことのないように充電開始の判断を行う。本実施例では、充電開始トリガとして、放電回路107により測定した蓄電素子106の電圧値を用いる。CPU108は、充電開始トリガとして蓄電素子106の電圧値を用いる場合も、図2で説明したS306までの処理と同様の処理を行う。以降、上述した処理と異なる処理のみ説明する。
[Voltage measurement function of discharge circuit 107]
As shown in FIG. 3A, the voltage of the
[充電動作]
S307でCPU108は、表1に示したテーブルに基づいて、充電開始トリガの閾値となる電圧値(ν(V))を算出する。なお、表1のテーブルから充電開始トリガの閾値となる電圧を算出する式は下記の式1となる。
ここで、eは表1の再起動までに必要なエネルギー[Ws]を示し、S306で求められた値である。また、Cは蓄電素子106の容量[F]を示し、予め既知の値である。ここでは、蓄電素子106としてキャパシタを例に説明するが、その他、電池などの蓄電素子でもよい。
[Charging operation]
In S <b> 307, the
Here, e indicates energy [Ws] required until the restart in Table 1, and is the value obtained in S306. C indicates the capacity [F] of the
図2のS308の処理は実施例1と同様であり、説明を省略する。S309の処理について説明する。図2のS309の処理は、本実施例では「充電開始トリガ<閾値?」と読み替える。S309でCPU108は、放電回路107で測定された蓄電素子106の電圧値が、S307で式1により算出した充電開始トリガの閾値となる電圧値(ν)より低いか否かを判断する。S309でCPU108は、放電回路107で測定した蓄電素子106の電圧値が閾値以上であると判断した場合、S308の処理に戻る。S309でCPU108は、放電回路107で測定した蓄電素子106の電圧値が閾値より低いと判断した場合、蓄電素子106の充電を開始しないと蓄電素子106のエネルギーを使い切ってしまうと判断し、S313の処理に進む。S313でCPU108は、スイッチ102をオンすることにより絶縁型コンバータ104を再起動する。その他の処理は、実施例1で説明した処理と同様であるため、説明を省略する。
The process of S308 in FIG. 2 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The process of S309 will be described. The processing of S309 in FIG. 2 is read as “charging start trigger <threshold?” In the present embodiment. In S309, the
以上、本実施例によれば、ユーザの利便性を損なうことなく省電力を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize power saving without impairing user convenience.
実施例3の商用電源100から通信手段である通信回路109等までの電源経路の模式図を図3(b)に示す。本実施例の回路図は、図1(b)の回路に、商用電源100の交流電圧を検知する交流電圧検知手段である電圧検知回路101を加えたものである。その他の構成については、図1(b)と同様であり、同じ符号を付し、説明を省略する。また、図4は本実施例の省電力モード移行後の充電動作を示すフローチャートである。本実施例では、S309でCPU108が、充電開始トリガが閾値以下であると判断した場合、S306の処理に戻る点が実施例1の図2とは異なっており、その他の処理は同様であるため説明を省略する。また、画像形成装置1全体の構成も図1(a)で説明した構成と同様であるため、説明は省略する。本実施例では、放電回路107により蓄電素子106の電圧を測定し、電圧検知回路101により商用電源100の電圧を測定する方法を加えた例を図3(b)、図4を用いて説明する。充電開始トリガは実施例1(主電源停止からの経過時間)、実施例2(蓄電素子の電圧値)のいずれに従ってもよい。
FIG. 3B shows a schematic diagram of a power supply path from the
[充電動作]
実施例1と同様、CPU108は、S301〜S304の処理において、いずれかの省電力モードに移行し、S305で主電源である絶縁型コンバータ104を停止する。S306でCPU108は、稼働状態、即ち、負荷が消費するエネルギーを見積もる処理を行う。本実施例では、以下に説明するように、実施例1、2で用いた表1に相当する、蓄電素子106への充電が開始されるまでの間に予側される負荷のエネルギー(再起動までに必要なエネルギー)の見積もり精度が向上する。ここで、絶縁型コンバータ104の再起動までに必要なエネルギーは、次の式2で表わされる。
[Charging operation]
As in the first embodiment, the
ここで、Eは再起動までに必要なエネルギー[Ws]、sは絶縁型コンバータ104の再起動までにかかる時間(以降、再起動時間という)[s]、W1は該当する稼働状態における消費電力[W]である。W1は、例えば、ある稼働状態において、ある時間に測定した蓄電素子106の電圧値から求めたエネルギーと、所定時間経過した時間に測定した蓄電素子106の電圧値から求めたエネルギーとの差分等とする。また、W2は再起動に必要なエネルギーの内、再起動時間sに依存するエネルギーの時間平均値[W]であり、例えば、予め測定しておき不図示のメモリ等に記憶されているものとする。更に、e1は再起動に必要なエネルギーの内、再起動時間sに依存しないエネルギー[Ws]で、例えば蓄電素子106の抵抗値に比例して失われるエネルギー等であり、予め不図示のメモリ等に記憶されているものとする。
Here, E is the energy [Ws] required until restart, s is the time taken to restart the isolated converter 104 (hereinafter referred to as restart time) [s], and W1 is the power consumption in the corresponding operating state. [W]. W1 is, for example, the difference between the energy obtained from the voltage value of the
本実施例では、電圧検知回路101により検知することで、電圧検知回路101により検知した結果である商用電源100の電圧値がわかる。このため、主電源である絶縁型コンバータ104の起動時間を精度よく求めることができる。即ち、電圧検知回路101により商用電源100の電圧値を検知することにより、CPU108は、絶縁型コンバータ104の再起動時間sを精度よく算出することができる。また、絶縁型コンバータ104の効率も商用電源100の電圧値によって変わるため、再起動に必要なエネルギーのうち、再起動時間sに依存するエネルギーの時間平均値W2の精度も増す。また、放電回路107が蓄電素子106の電圧値を検知できる構成である場合、放電回路107によって蓄電素子106の電圧値を検知することができるため、稼働状態における消費電力W1の精度が増す。S306でCPU108は、式2により再起動までに必要なエネルギーEを求め、S307で充電開始トリガの閾値を決定する。S308の処理は実施例1で説明したため、説明を省略する。
In this embodiment, the
CPU108は、S306〜S309(No)の処理を繰り返すことで、図3(c)のような蓄電素子106の電圧値の変化を把握することが可能である。ここで、図3(c)は、横軸を時間(t)、縦軸を放電回路107により検知した蓄電素子106の電圧値(v)とし、実線はW1が大きいとき、破線はW1が小さいときを示すグラフである。図3(c)から、蓄電素子106の電圧値は、W1が大きい方が、W1が小さい場合よりも早く0Vになることがわかる。即ち、蓄電素子106の蓄電量は、消費電力が大きいほど早く消費されることがわかる。ここで、式1を蓄電素子106のエネルギーeを求める式に変形することができる。放電回路107により蓄電素子106の電圧値を検知することができるため、蓄電素子106の電圧値を測定しνに代入することで、W1の精度が増すことになる。なお、本実施例では、蓄電素子106の電圧を測定する例を示したが、蓄電素子106からの出力電流も測定することで出力電力を測定することもできる。
CPU108 can grasp | ascertain the change of the voltage value of the
このように、本実施例では、再起動までに必要なエネルギーの見積もり精度を上げることで、実施例1のように稼働状態の確認に表1を利用するだけの場合に比べ、絶縁型コンバータ104の再起動の頻度を下げることが可能になる。一方、本実施例では、実施例1に対して商用電源100の電圧検知回路101などを追加することで回路規模が増加する方向である。このため、要求される精度と回路規模の影響を鑑みて、回路構成を選定すればよい。
As described above, in this embodiment, the accuracy of estimating the energy required before restarting is increased, so that the
このように、本実施例では、一つの絶縁型コンバータ104を用いる小型な構成であっても、省電力モード時に絶縁型コンバータ104を停止し、蓄電素子106からユーザの要求に応答するための電力を供給する構成である。そして、CPU108が、稼働状態を判断し、蓄電素子106に蓄えられたエネルギーで絶縁型コンバータの再起動が可能な状態を維持するように制御する。これにより、本実施例によれば、ユーザの利便性を損なうことなく省電力を実現することができる。
As described above, in this embodiment, even in a small configuration using a single
104 絶縁型コンバータ
105 充電回路
106 蓄電素子
107 放電回路
108 CPU
104 Insulating
Claims (10)
接続状態で前記交流電圧を前記電源へ供給し、非接続状態で前記交流電圧の前記電源への供給を遮断する第一スイッチと、
前記電源により生成された直流電圧によって充電され、直流電圧を負荷に供給する蓄電素子と、
前記第一スイッチの接続状態又は非接続状態を制御する制御手段と、
を備え、
所定電力を消費する第一モードと、前記第一モードよりも消費する電力が低い第二モードとで動作することが可能な画像形成装置であって、
前記制御手段は、
前記第一モードから前記第二モードへ移行する際に、前記第一スイッチを非接続状態として前記電源への前記交流電圧の供給を遮断し、
前記第二モードに移行した後、前記電源により生成された直流電圧によって前記蓄電素子の充電を開始するために、前記負荷の稼働状態に基づいて、非接続状態の前記第一スイッチを接続状態とするタイミングを決定することを特徴とする画像形成装置。 A power source that generates a DC voltage from the AC voltage;
The AC voltage supply provided to the power supply connection state, a first switch to cut off the supply to the power supply of the AC voltage in the non-connected state,
A storage element that is charged by a DC voltage generated by the power source and supplies the DC voltage to a load ;
And control means for controlling the connection state or the disconnection state before Symbol first switch,
With
An image forming apparatus capable of operating in a first mode that consumes predetermined power and a second mode that consumes less power than the first mode,
The control means includes
When shifting from the first mode to the second mode, the supply of the AC voltage to the power supply is cut off with the first switch in a disconnected state ,
After the transition to the second mode, to start charging of said power storage device by the DC voltage generated by the power supply, based on the operation state of the load, and the first switch unconnected connection state An image forming apparatus that determines a timing to perform.
前記制御手段は、前記負荷の稼働状態と、前記検知手段により検知した前記蓄電素子の電圧と、に基づいて、前記第一スイッチを接続状態とするタイミングを判断することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Comprising a detecting means for detecting the voltage of the electric storage element;
2. The control unit, according to claim 1 , wherein a timing for setting the first switch to a connection state is determined based on an operating state of the load and a voltage of the power storage element detected by the detection unit. The image forming apparatus described in 1.
前記制御手段は、更に、前記交流電圧検知手段により検知した結果に基づいて、前記負荷の稼働状態を判断することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 AC voltage detecting means for detecting the AC voltage,
Wherein the control means is further based on the result of detecting by the AC voltage detecting means, the image forming apparatus according to claim 4, characterized in that to determine the operating status of the load.
前記蓄電素子と前記複数の回路のそれぞれとを接続状態又は非接続状態とする複数の第二スイッチを備え、
前記制御手段は、前記いずれか一つのモードに移行する際に、前記複数の第二スイッチの接続状態又は非接続状態を制御することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 The load has a plurality of circuits;
Comprising a plurality of second switches to the respective connection state or non-connected state of said plurality of circuits and the power storage element,
The image forming apparatus according to claim 7 , wherein the control unit controls a connection state or a non-connection state of the plurality of second switches when shifting to any one of the modes.
前記第一モードは、前記画像形成手段により画像形成を行うモードであり、
前記第二モードは、前記画像形成手段による画像形成が終了し所定時間が経過した後に移行する省電力モードであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Image forming means for forming an image on a recording material,
The first mode is a mode in which image formation is performed by the image forming unit,
The second mode, the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that in the power saving mode to shift after the image formation has passed a predetermined exit time by said image forming means .
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