JP6891483B2 - Power Predictor, Image Former, and Power Predictor Program - Google Patents
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Description
本発明は、電力予測装置、画像形成装置、及び電力予測プログラムに関する。 The present invention relates to a power prediction device, an image forming device, and a power prediction program.
特許文献1には、電磁誘導コイルに出力される電力を迅速かつ安定的に制御する定着装置が提案されている。具体的には、電磁誘導発熱層を有する加熱ローラを備えた定着ニップを記録シートが通過する間に、定着装置が、電磁誘導加熱電源から出力される高周波電力によって電磁誘導コイルを励磁し、電磁誘導発熱層を発熱させて、記録シート上の未定着トナー像を定着させる。電磁誘導加熱電源は、交流電力を整流して得られた電力がグランドレベルとなるゼロクロスタイミングを検出し、ゼロクロスタイミングから予め設定された所定の経過時間における瞬時値を検出し、瞬時値に基づいて交流電力の実効電力値を算出し、算出された実効電力値と、加熱ローラ表面の温度によって決定された目標電力値とに基づいて、出力電力が目標電力値になるように制御する。 Patent Document 1 proposes a fixing device that quickly and stably controls the electric power output to the electromagnetic induction coil. Specifically, while the recording sheet passes through the fixing nip provided with the heating roller having the electromagnetic induction heating layer, the fixing device excites the electromagnetic induction coil by the high frequency power output from the electromagnetic induction heating power source, and electromagnetically. The induction heating layer is heated to fix the unfixed toner image on the recording sheet. The electromagnetic induction heating power supply detects the zero cross timing at which the power obtained by rectifying the AC power becomes the ground level, detects the instantaneous value at a predetermined elapsed time set in advance from the zero cross timing, and is based on the instantaneous value. The effective power value of the AC power is calculated, and the output power is controlled to be the target power value based on the calculated effective power value and the target power value determined by the temperature of the surface of the heating roller.
交流電源を利用する機能部、及び交流電源からの交流を直流に変換する変換部を含む複数の電源供給先が存在する場合、装置全体へ供給される電流の他に機能部へ供給される電流を検出するためには、それぞれ専用の検出部を設ける必要があった。 When there are multiple power supply destinations including a functional unit that uses an AC power supply and a conversion unit that converts AC from an AC power supply to DC, the current supplied to the functional unit in addition to the current supplied to the entire device. In order to detect the above, it was necessary to provide a dedicated detection unit for each.
本発明は、装置全体へ供給される電流の検出結果から交流電源を利用する機能部へ供給される電流の値を検出可能な電力予測装置、画像形成装置、及び電力予測プログラムを提供することを目的とする。 The present invention provides a power prediction device, an image forming device, and a power prediction program that can detect the value of the current supplied to the functional unit using the AC power supply from the detection result of the current supplied to the entire device. The purpose.
請求項1に記載の電力予測装置は、交流電源を利用する機能部と、前記交流電源と前記機能部との間から分岐し、前記交流電源からの交流を直流に変換する変換部と、前記機能部及び前記変換部の各々へ供給される電流の合計値を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記合計値のゼロクロスの前及び後の少なくとも一方における前記変換部の電流が立ち上がらない予め定めた期間における前記合計値に基づき、前記機能部が稼働時に使用する電流値を予測する予測部と、を備える。 The power prediction device according to claim 1 includes a functional unit that uses an AC power supply, a conversion unit that branches from the AC power supply and the functional unit, and converts AC from the AC power supply into DC, and the above. The current of the conversion unit rises at least one before and after the zero cross of the total value detected by the detection unit and the detection unit that detects the total value of the currents supplied to each of the function unit and the conversion unit. It is provided with a prediction unit that predicts the current value used by the functional unit during operation based on the total value in a predetermined period.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記変換部が平滑コンデンサを備え、前記予め定めた期間が前記平滑コンデンサの充放電期間である。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the conversion unit includes a smoothing capacitor, and the predetermined period is a charging / discharging period of the smoothing capacitor.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記予測部は、前記交流電源から供給される電圧ゼロクロス検出1パルス分の区間に相当する電流半周期分の前記合計値または電圧ゼロクロス検出2パルス分の区間に相当する電流1周期分の前記合計値から前記機能部へ供給された電流値を減算して得られた値を前記変換部へ供給した電流値として更に予測する。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the predictor has a current half cycle corresponding to a section of one pulse of voltage zero cross detection supplied from the AC power supply. The current value supplied to the conversion unit is obtained by subtracting the current value supplied to the functional unit from the total value or the total value for one cycle of the current corresponding to the section of two pulses of voltage zero cross detection. Further predict as.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記変換部を複数備え、前記予測部が、前記複数の変換部の各々の平滑コンデンサで重複する充放電期間に前記検出部が検出した前記合計値を用いて、前記機能部が稼働時に使用する電流値を予測する。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2, wherein a plurality of the conversion units are provided, and the prediction unit includes the detection unit during a charge / discharge period in which the smoothing capacitors of the plurality of conversion units overlap. The total value detected by is used to predict the current value used by the functional unit during operation.
請求項5に記載の画像形成装置は、交流電源を利用して、形成された画像を定着する定着器を駆動する駆動部と、前記交流電源と前記駆動部との間から分岐し、前記交流電源からの交流を直流に変換する変換部と、前記駆動部及び前記変換部の各々へ供給される電流の合計値を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記合計値のゼロクロスの前及び後の少なくとも一方における前記変換部の電流が立ち上がらない予め定めた期間における前記合計値に基づき、前記駆動部が稼働時に使用する電流値を予測する予測部と、を備える。 The image forming apparatus according to claim 5 uses an AC power source to branch from a drive unit for driving a fuser for fixing the formed image and between the AC power source and the drive unit, and the AC power source is used. A conversion unit that converts alternating current from a power source into direct current, a detection unit that detects the total value of the current supplied to each of the drive unit and the conversion unit, and a zero cross of the total value detected by the detection unit. It is provided with a prediction unit that predicts the current value used by the drive unit during operation based on the total value in a predetermined period during which the current of the conversion unit does not rise at least one of the front and the rear.
請求項6に記載の電力予測プログラムは、コンピュータを、請求項1〜4の何れか1項に記載の電力予測装置の予測部として機能させる。 The power prediction program according to claim 6 causes the computer to function as a prediction unit of the power prediction device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1に記載の電力予測装置によれば、装置全体へ供給される電流の検出結果から交流電源を利用する機能部へ供給される電流の値を検出可能な電力予測装置を提供できる。 According to the power prediction device according to claim 1, it is possible to provide a power prediction device capable of detecting the value of the current supplied to the functional unit using the AC power supply from the detection result of the current supplied to the entire device.
請求項2に記載の発明によれば、装置全体へ供給される電流の検出結果を用いて機能部へ供給される電流を検出できる。 According to the second aspect of the present invention, the current supplied to the functional unit can be detected by using the detection result of the current supplied to the entire apparatus.
請求項3に記載の発明によれば、機能部へ供給される電流の値に加えて、電源から他の供給先へ供給される電流の値を検出できる。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the value of the current supplied to the functional unit, the value of the current supplied from the power source to another supply destination can be detected.
請求項4に記載の発明によれば、複数の変換部を備える場合であっても、装置全体へ供給される電流の検出結果から交流電源を利用する機能部へ供給される電流の値を検出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, even when a plurality of conversion units are provided, the value of the current supplied to the functional unit using the AC power supply is detected from the detection result of the current supplied to the entire apparatus. can do.
請求項5に記載の画像形成装置によれば、装置全体へ供給される電流の検出結果から交流電源を利用する駆動部へ供給される電流の値を検出可能な画像形成装置を提供できる。 According to the image forming apparatus according to claim 5, it is possible to provide an image forming apparatus capable of detecting the value of the current supplied to the drive part using an AC power source from the detection result of the current supplied to the whole apparatus.
請求項6に記載の電力予測プログラムによれば、装置全体へ供給される電流の検出結果から交流電源を利用する機能部へ供給される電流の値を検出可能な電力予測プログラムを提供できる。 According to the power prediction program according to claim 6, it is possible to provide a power prediction program capable of detecting the value of the current supplied to the functional unit using the AC power supply from the detection result of the current supplied to the entire apparatus.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る電力予測装置を含む画像形成装置10の電源部分の概略構成を示す図である。
Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power supply portion of an
画像形成装置10は、定着器に交流電力を供給する定着器制御回路12、画像形成装置の各部へ直流電力を供給する低圧電源装置14を備えており、交流電源(図1ではAC電源と表記)が定着器制御回路12及び低圧電源装置14のそれぞれに電力を供給する。
The
定着器制御回路12は、機能部の一例に相当し、供給された交流電源を利用して、画像形成装置10の定着器を駆動する。
The
低圧電源装置14は、変換部の一例に相当し、供給された交流電源と定着器制御回路12との間から分岐し、平滑コンデンサを含んで交流電源を直流電源に変換する。そして、変換により得られた直流電源の電力を画像形成装置10の各部へ供給する。例えば、低圧電源装置14は、直流電圧5(V)に変換して基板やセンサ等に電力を供給すると共に、直流電圧24(V)に変換してモータやファン等に電力を供給する。
The low-voltage
また、画像形成装置10は、電流検出部16、電圧検出部20、定着電流予測部30、有効電力算出部32、及び表示部34を更に備えている。なお、定着電流予測部30は、予測部及び特定部の一例に相当する。
Further, the
電流検出部16は、交流電源と定着器制御回路12との間に設けられ、電圧検出部20は、交流電源と定着器制御回路12との間で分岐して接続されている。
The
電流検出部16は、検出部の一例に相当し、例えば、抵抗またはホール素子等を含んで、交流電源の電流値を検出するための電流瞬時波形を検出し、検出結果をA/D(アナログ/デジタル)変換器18に出力する。A/D変換器18は、検出されたアナログの電流瞬時波形をデジタル信号に変換して、交流電源の電流値として有効電力算出部32に出力する。
The
電圧検出部20は、整流器22、平滑器24、A/D変換器26、及び電圧ゼロクロス検出部の一例に相当する電圧ゼロクロス検出部28を備えている。
The
整流器22は、交流電源の電圧瞬時波形を整流することにより、交流を直流に変換して平滑器24に出力する
The
平滑器24は、平滑コンデンサを含んで構成され、整流器22によって整流された電圧瞬時波形を平滑化し、平滑化することによって得られる電圧実効波形をA/D変換器26に出力する。
The smoother 24 is configured to include a smoothing capacitor, smoothes the voltage instantaneous waveform rectified by the
A/D変換器26は、アナログの電圧実効波形をデジタル信号に変換して、有効電力算出部32に出力する。
The A /
また、電圧ゼロクロス検出部28は、交流電源から供給される電圧瞬時波形の電圧の正負が反転するゼロクロスを検出し、ゼロクロスの検出を定着電流予測部30に通知する。
Further, the voltage zero
定着電流予測部30は、ゼロクロスの検出結果に基づいて、ゼロクロスを検出した時点から予め定めた期間Td(図2参照)の電流検出部16によって検出された電流値に基づいて、定着器制御回路12で消費される電流値を予測し、予測結果を有効電力算出部32に出力する。
The fixing
有効電力算出部32は、電流検出部16による検出結果、定着電流予測部30による予測結果、及び電圧瞬時波形に基づいて装置全体の有効電力、定着器制御回路12の消費電力、及び低圧電源装置14の消費電力を算出し、算出した各電力を表示部34に表示する。なお、定着電流予測部30及び有効電力算出部32が予測部の一例に相当する。
The active
ところで、交流電源から供給される電力は、定着器制御回路12及び低圧電源装置14に供給されるが、定着器制御回路12及び低圧電源装置14の各々へ供給される電流を検出するためには、それぞれについて電流検出部16を設ける必要がある。しかしながら、これでは、コストの増加を招くばかりでなく、装置の小型化の妨げとなってしまう。
By the way, the electric power supplied from the AC power supply is supplied to the
そこで、本実施形態では、定着電流予測部30が定着器制御回路12に供給する電流を予測することにより、1つの電流検出部16により、定着器制御回路12及び低圧電源装置14のそれぞれに供給される電流を特定する。
Therefore, in the present embodiment, by predicting the current supplied to the
ここで、定着器制御回路12及び低圧電源装置14のそれぞれに供給される電流を特定するために必要となる、定着電流予測部30による定着器制御回路12に供給される電流である定着電流の予測方法について説明する。
Here, the fixing current, which is the current supplied to the fixing
図2は、装置全体に供給される交流電源の電圧瞬時波形を表す装置電圧、装置全体に供給される装置電流、定着器制御回路12に供給される定着電流、及び低圧電源装置14に供給される低圧電源装置電流の各々の波形の一例を示す。図3は、装置電流、定着電流、及び低圧電源装置電流の各々における、装置電圧のゼロクロス付近の拡大図である。
FIG. 2 shows the device voltage representing the voltage instantaneous waveform of the AC power supply supplied to the entire device, the device current supplied to the entire device, the fixing current supplied to the
本実施形態では、装置電圧がゼロクロスを超えて上昇または下降しても低圧電源装置14の電流(図3の低圧電源装置電流)が立ち上がらないことを利用して定着電流を予測する。すなわち、低圧電源装置電流は、平滑コンデンサが含まれるため、図2、3に示すように、平滑コンデンサの充放電のタイミングで低圧電源装置電流の立ち上がりが遅れる。そこで、装置電圧がゼロクロスを超えて上昇し始めてから平滑コンデンサの充放電により電流が立ち上がるまでの予め定めた期間Tdを設定する。期間Tdは平滑コンデンサを含む回路構成に応じて決定する。設定した期間Tdの間では、電流検出部16によって検出した電流は、低圧電源装置14へ流れず、定着器制御回路12へ供給される電流となる。また、期間Td経過後の定着器制御回路12へ供給される電流は、期間Tdの間と同じ傾きとなる。そこで、期間Tdの間の電流検出部16の検出結果より定着器制御回路12に供給される定着電流を特定する。これにより、期間Tdの間の電流検出部16の検出結果から定着器制御回路12に供給される定着電流が予測される。
In the present embodiment, the fixing current is predicted by utilizing the fact that the current of the low-voltage power supply device 14 (the low-voltage power supply device current in FIG. 3) does not rise even if the device voltage rises or falls beyond the zero cross. That is, since the low-voltage power supply current includes the smoothing capacitor, as shown in FIGS. 2 and 3, the rise of the low-voltage power supply current is delayed at the timing of charging / discharging the smoothing capacitor. Therefore, a predetermined period Td is set from when the device voltage starts to rise beyond the zero cross until the current rises due to charging / discharging of the smoothing capacitor. The period Td is determined according to the circuit configuration including the smoothing capacitor. During the set period Td, the current detected by the
また、本実施形態では、有効電力算出部32が、装置電圧の1周期分の電流検出部16の検出値より装置全体に供給される装置電流の値を算出する。そして、算出した装置電流の値から定着電流予測部30が予測した定着電流の値を減算することで、低圧電源装置14へ供給される電流の値を特定する。なお、本実施形態では、装置電圧の1周期分の検出値を例に説明するが、半周期分の検出値に基づいて装置全体に供給される装置電流の値を算出してもよい。
Further, in the present embodiment, the active
これにより、有効電力算出部32は、電流検出部16による検出結果と電圧検出部20による検出結果から装置全体の有効電力を算出する。また、定着器制御回路12へ供給された定着電流の値、及び低圧電源装置14へ供給された電流の値が特定されるので、有効電力算出部32は、定着器制御回路12の消費電力、及び低圧電源装置14の消費電力も算出が可能となる。
As a result, the active
続いて、上述のように構成された画像形成装置10の各部で行われる具体的な処理について説明する。図4は、本実施形態に係る画像形成装置10の各部で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図4の処理は、例えば、画像形成装置10の消費電力を表示する指示等が行われた場合に開始する。
Subsequently, specific processing performed in each part of the
ステップ100では、電圧検出部20が電圧の検出を開始すると共に、電流検出部16が電流の検出を開始してステップ102へ移行する。すなわち、交流電源の電圧瞬時波形が整流器22によって整流され、平滑器24によって平滑されて、A/D変換器26によってデジタル信号に変換される。また、電流検出部16によって検出された電流瞬時波形がA/D変換器18によってデジタル信号に変換される。電流検出部16は、例えば、図5に示すように、時間毎に検出した電流の検出値を得る。
In
ステップ102では、電圧ゼロクロス検出部28が電圧瞬時波形のゼロクロスを検出したか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ104へ移行する。
In
ステップ104では、定着電流予測部30が、予め定めた期間Tdに検出した電流の値を用いて定着電流の値を算出してステップ106へ移行する。例えば、図5に示すように、期間Tdが、t1〜t5の時間の場合には、それぞれの時間における電流検出値i1〜i5に基づいて、電圧ゼロクロス部分の図3に示す定着電流の傾きを算出することにより、定着電流の値を算出する。
In
ステップ106では、電圧ゼロクロス検出部28が、交流電源から供給される電圧の1周期(又は半周期)を検出したか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ108へ移行する。
In
ステップ108では、定着電流予測部30が、交流電源から供給される電圧の1周期に対応する期間に検出した電流の値を用いて装置全体に供給された電流の値を算出してステップ110へ移行する。
In
ステップ110では、有効電力算出部32が、低圧電源装置14へ供給された電流の値を算出してステップ112へ移行する。すなわち、ステップ108で算出した装置全体の電流の値からステップ104で算出した定着電流の値を減算することにより、低圧電源装置14へ供給された電流の値を算出する。
In
ステップ112では、有効電力算出部32が、装置全体、定着器制御回路12、及び低圧電源装置14の各消費電力を算出してステップ114へ移行する。すなわち、有効電力算出部32が、電流検出部16による検出結果と電圧検出部20による検出結果とから装置全体の有効電力を算出する。また、定着器制御回路12へ供給された定着電流の値、及び低圧電源装置14へ供給された電流の値が算出されているので、有効電力算出部32が、定着器制御回路12の消費電力、及び低圧電源装置14の消費電力を算出する。
In
ステップ114では、有効電力算出部32が、ステップ108、110、112の算出結果を表示部34に表示してステップ116へ移行する。すなわち、装置全体、定着器制御回路12、及び低圧電源装置14の各々へ供給される電流の値と消費電力を表示部34に表示する。
In
ステップ116では、有効電力算出部32が、表示部34への消費電力等の表示を終了するか否か判定する。該判定は、例えば、画像形成装置10の消費電力等の表示を終了する指示が行われたか否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ100に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合には一連の処理を終了する。
In
なお、上記の実施形態では、図1に示すように、電圧検出部20を低圧電源装置14とは別に備える構成として説明したが、これに限るものではない。低圧電源装置14は、電圧検出部20と同様の構成を有するため、低圧電源装置14内の電圧検出部を用いてもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
また、上記の実施形態では、画像形成装置10に低圧電源装置14を1つのみ備えた例を説明したが、低圧電源装置14は、1つに限るものではなく、一例として、図6に示すように、複数の低圧電源装置14A、14B・・・を備えてもよい。この場合には、低圧電源装置14A、14B・・・のそれぞれの電流の値及び消費電力までは算出できないので、低圧電源装置14A、14B・・・の全体の電流の値及び消費電力を算出して表示する。また、定着器制御回路12に供給される定着電流を予測する際には、複数の低圧電源装置14A、14B・・・の各々の平滑コンデンサで重複する充放電期間に電流検出部16が検出した電流の値を用いて定着電流の値を予測する。すなわち、全ての低圧電源装置14A、14B・・・の各々の平滑コンデンサが充放電を行っている期間Tdを設定し、当該期間Tdの電流検出部16を検出することで定着電流の値を特定する。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、上記の実施形態では、期間Tdとして、電圧のゼロクロスの検出後の予め定めた期間を適用したが、これに限るものでははい。例えば、電圧のゼロクロスが検出される前の予め定めた期間を適用してもよいし、電圧のゼロクロスが検出される前後の予め定めた期間を適用してもよい。 Further, in the above embodiment, a predetermined period after the detection of the zero cross of the voltage is applied as the period Td, but the period is not limited to this. For example, a predetermined period before the zero cross of the voltage is detected may be applied, or a predetermined period before and after the zero cross of the voltage is detected may be applied.
また、上記の実施形態に係る画像形成装置10の各部で行われる処理は、ソフトウエアで行われる処理としてもよいし、ハードウエアで行われる処理としてもよいし、双方を組み合わせた処理としてもよい。また、画像形成装置10の各部で行われる処理は、プログラムとして記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。
Further, the processing performed by each part of the
また、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 Further, the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that the present invention can be variously modified and implemented within a range not deviating from the gist thereof.
10 画像形成装置
12 定着器制御装置
14 低圧電源装置
16 電流検出部
20 電圧検出部
24 平滑器
28 電圧ゼロクロス検出部
32 有効電力算出部
34 表示部
10
Claims (6)
前記交流電源と前記機能部との間から分岐し、前記交流電源からの交流を直流に変換する変換部と、
前記機能部及び前記変換部の各々へ供給される電流の合計値を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記合計値のゼロクロスの前及び後の少なくとも一方における前記変換部の電流が立ち上がらない予め定めた期間における前記合計値に基づき、前記機能部が稼働時に使用する電流値を予測する予測部と、
を備えた電力予測装置。 Functional parts that use AC power and
A conversion unit that branches from between the AC power supply and the functional unit and converts AC from the AC power supply into direct current.
A detection unit that detects the total value of the current supplied to each of the functional unit and the conversion unit, and
Based on the total value in a predetermined period during which the current of the conversion unit does not rise at least one before and after the zero cross of the total value detected by the detection unit, the current value used by the functional unit during operation is determined. Forecasting unit and
Power prediction device equipped with.
前記予測部が、前記複数の変換部の各々の平滑コンデンサで重複する充放電期間に前記検出部が検出した前記合計値を用いて、前記機能部が稼働時に使用する電流値を予測する請求項2に記載の電力予測装置。 A plurality of the conversion units are provided.
Claim that the prediction unit predicts the current value used by the functional unit during operation by using the total value detected by the detection unit during the overlapping charge / discharge period of the smoothing capacitors of the plurality of conversion units. 2. The power prediction device according to 2.
前記交流電源と前記駆動部との間から分岐し、前記交流電源からの交流を直流に変換する変換部と、
前記駆動部及び前記変換部の各々へ供給される電流の合計値を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記合計値のゼロクロスの前及び後の少なくとも一方における前記変換部の電流が立ち上がらない予め定めた期間における前記合計値に基づき、前記駆動部が稼働時に使用する電流値を予測する予測部と、
を備えた画像形成装置。 A drive unit that drives a fuser that fixes the formed image using an AC power supply,
A conversion unit that branches from between the AC power supply and the drive unit and converts AC from the AC power supply into direct current.
A detection unit that detects the total value of the current supplied to each of the drive unit and the conversion unit, and
Based on the total value in a predetermined period during which the current of the conversion unit does not rise at least one before and after the zero cross of the total value detected by the detection unit, the current value used by the drive unit during operation is determined. Forecasting unit and
An image forming apparatus equipped with.
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JP2016249516A JP6891483B2 (en) | 2016-09-21 | 2016-12-22 | Power Predictor, Image Former, and Power Predictor Program |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2016249516A JP6891483B2 (en) | 2016-09-21 | 2016-12-22 | Power Predictor, Image Former, and Power Predictor Program |
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