JP6737046B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming equipment.
現在、複写機、ファクシミリ、及びプリンタ、等の記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置は、業務のための情報機器として不可欠の存在となっている。その画像形成装置のなかには、停電時を想定し、蓄電装置を搭載したものがある。 At present, an image forming apparatus that forms an image on a recording medium such as a copying machine, a facsimile, and a printer is indispensable as an information device for business. Some of the image forming apparatuses are equipped with a power storage device assuming a power failure.
画像形成装置は、外部電源（例えば商用電源）からの給電を想定している。その外部電源は、通常、交流電力を供給する。このことから、画像形成装置に搭載される蓄電装置は、停電時、外部電源の代わりに、交流電力を供給するようになっている。 The image forming apparatus is supposed to supply power from an external power supply (for example, a commercial power supply). The external power supply usually supplies AC power. From this, the power storage device mounted in the image forming apparatus supplies AC power instead of the external power supply at the time of power failure.
このような蓄電装置は、二次電池、及びインバータ装置を備えている。二次電池の充電には、外部電源から供給される交流電力が用いられる。インバータ装置は、二次電池から印加される直流電圧を交流電圧に変換する。それにより、画像形成装置は、停電時、蓄電装置から供給される交流電力を用いて動作することができる。 Such a power storage device includes a secondary battery and an inverter device. AC power supplied from an external power supply is used to charge the secondary battery. The inverter device converts a DC voltage applied from the secondary battery into an AC voltage. Thereby, the image forming apparatus can operate using the AC power supplied from the power storage device during a power failure.
停電により、二次電池への充電は不可能となる。そのため、停電時に画像形成装置が動作可能な時間は二次電池の容量によって制限される。その動作可能な時間をより長くさせるために、画像形成装置のなかには、停電時、つまり蓄電装置による動作時、記録媒体上への画像形成、つまりプリント動作を行わないようにさせているものがある（例えば特許文献１参照）。 Due to the power failure, the rechargeable battery cannot be charged. Therefore, the time during which the image forming apparatus can operate at the time of power failure is limited by the capacity of the secondary battery. In order to increase the operable time of the image, some image forming apparatuses are configured not to perform image formation on a recording medium, that is, print operation during a power failure, that is, during operation by a power storage device. (For example, refer to Patent Document 1).
画像形成装置の動作のなかで、記録媒体上への画像形成は消費電力量が非常に大きいのが普通である。このため、プリント動作を行わせないことにより、画像形成装置の動作可能時間はより長くさせることができる。 In the operation of the image forming apparatus, image formation on a recording medium usually consumes a very large amount of power. Therefore, by not performing the printing operation, the operable time of the image forming apparatus can be made longer.
蓄電装置には、電力供給を安定的に行うことが求められる。そのため、電力供給が一時的に停止する瞬断の発生は回避させる必要がある。その必要性から、供給する電力の出力段にコンデンサを配置するのが普通である。 The power storage device is required to stably supply power. Therefore, it is necessary to avoid the occurrence of a momentary interruption in which the power supply is temporarily stopped. Because of this need, it is common to place a capacitor in the output stage of the supplied power.
このコンデンサの配置により、無効電力による損失が発生する。この無効電力による損失は、画像形成装置の蓄電装置（の二次電池）による動作可能時間を短くする。その動作可能時間をより長くするうえで、無効電力による損失を抑制することが重要である。 The placement of this capacitor causes loss due to reactive power. The loss due to this reactive power shortens the operable time of the power storage device (secondary battery thereof) of the image forming apparatus. In order to make the operable time longer, it is important to suppress the loss due to the reactive power.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、画像形成装置の蓄電装置による動作可能時間をより長くすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to extend the operable time of the power storage device of the image forming apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、搭載された二次電池から印加される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置を有する画像形成装置であって、前記画像形成装置の本体の動作状態を認識する認識部と、前記認識部が認識した前記本体の動作状態に基づいて、前記インバータ装置を制御し、前記交流電圧を操作する給電制御部と、を備え、前記認識部は、前記本体への外部電源からの給電の有無を認識し、前記給電制御部は、前記本体への給電が行われている場合に、前記本体の動作状態に基づく前記インバータ装置の制御により、前記交流電圧の周波数を変更する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention is an image forming apparatus including an inverter device which converts a DC voltage applied from a mounted secondary battery into an AC voltage, and a main body of the image forming apparatus. a recognition unit for recognizing an operation state of, based on the operating state of the body in which the recognition unit recognizes, controls the inverter device, and a power supply control unit for operating the AC voltage, the recognizing unit Recognizes the presence or absence of power supply from the external power source to the main body, the power supply control unit, when power is supplied to the main body, by the control of the inverter device based on the operating state of the main body, The frequency of the alternating voltage is changed .
本発明によれば、画像形成装置の蓄電装置による動作可能時間をより長くすることができる。 According to the present invention, the operable time of the power storage device of the image forming apparatus can be further lengthened.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、第１の実施形態による画像形成装置の概略構成例を説明する図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the image forming apparatus according to the first embodiment.
第１の実施形態による画像形成装置１は、複写機、ファクシミリ、及びプリンタ、等として用いることが可能なＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）である。この画像形成装置１は、図１に示すように、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）２、画像読取装置３、画像書込装置４、及びプリンタユニット５を備える。 The image forming apparatus 1 according to the first embodiment is an MFP (Multi Function Printer) that can be used as a copying machine, a facsimile, a printer, or the like. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes an ADF (Auto Document Feeder) 2, an image reading device 3, an image writing device 4, and a printer unit 5.
ＡＤＦ２は、セットされた原稿を１枚ずつ繰り出して搬送する。その搬送中、原稿の画像が画像読取装置３によって光学的に読み取られる。その読み取りによって得られた画像データは、画像書込装置４による露光、つまり感光体１２上への画像の書き込みに用いられる。 The ADF 2 feeds the set originals one by one and conveys them. During the conveyance, the image of the document is optically read by the image reading device 3. The image data obtained by the reading is used for exposure by the image writing device 4, that is, for writing an image on the photoconductor 12.
プリンタユニット５は、電子写真方式により記録媒体上に画像形成を行うユニットである。このプリンタユニット５は、上記感光体１２の他に、複数の給紙カセット１１（１１−１、１１−２）、現像装置１３、搬送ベルト１４、定着装置１５、及び排紙トレイ１６を備える。 The printer unit 5 is a unit that forms an image on a recording medium by an electrophotographic method. The printer unit 5 includes a plurality of paper feed cassettes 11 (11-1, 11-2), a developing device 13, a conveyor belt 14, a fixing device 15, and a paper discharge tray 16 in addition to the photoconductor 12.
各給紙カセット１１には、それぞれ、所定のサイズの用紙が記録媒体として収納される。各給紙カセット１１に収納された用紙は、１枚ずつ繰り出され、感光体１２に向けて搬送される。 Each of the paper feed cassettes 11 stores a paper of a predetermined size as a recording medium. The sheets of paper stored in each of the paper feed cassettes 11 are fed one by one and are conveyed toward the photoconductor 12.
感光体１２の表面は、帯電器により一様に帯電される。画像書込装置４による露光は、帯電器により帯電された感光体１２の表面に対して行われる。その露光により感光体１２の表面に形成された静電潜像は、現像装置１３によって現像され、その現像によってトナー像が形成される。 The surface of the photoconductor 12 is uniformly charged by the charger. The exposure by the image writing device 4 is performed on the surface of the photoconductor 12 charged by the charger. The electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 12 by the exposure is developed by the developing device 13, and a toner image is formed by the development.
感光体１２まで搬送された用紙は、搬送ベルト１４によって定着装置１５に向けて搬送される。搬送ベルト１４によって搬送される用紙には、この搬送ベルト１４によって電圧が印加され、その印加によって感光体１２上のトナー像は用紙に転写される。 The sheet conveyed to the photoconductor 12 is conveyed toward the fixing device 15 by the conveyor belt 14. A voltage is applied to the sheet conveyed by the conveyor belt 14 by the conveyor belt 14, and the toner image on the photoconductor 12 is transferred to the sheet by the application of the voltage.
トナー像が転写された用紙は、定着装置１５によって熱が伝達され、それによってトナー像が用紙に定着される。そのようにしてトナー像が定着された用紙は排紙トレイ１６上に排出される。 Heat is transferred to the paper on which the toner image is transferred by the fixing device 15, so that the toner image is fixed on the paper. The sheet on which the toner image has been fixed in this way is discharged onto the discharge tray 16.
図２は、第１の実施形態による画像形成装置の回路構成例を説明する図である。次に、図２を参照し、この画像形成装置１の回路構成例について具体的に説明する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration example of the image forming apparatus according to the first embodiment. Next, with reference to FIG. 2, a circuit configuration example of the image forming apparatus 1 will be specifically described.
この画像形成装置１は、図２に示すように、商用電源２００から供給される交流（ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電力によって動作する情報機器である。この画像形成装置本体２１には、この商用電源２００からの交流電力、及びインバータ装置２４からの交流電力のうちの一方が供給されるようになっている。 As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 1 is an information device that operates by AC (Alternating Current) power supplied from a commercial power supply 200. One of the AC power from the commercial power supply 200 and the AC power from the inverter device 24 is supplied to the image forming apparatus main body 21.
画像形成装置本体２１は、図１に示す構成要素２〜５を制御して、用紙上に画像形成を行う。この画像形成装置本体２１は、図２に示すように、電源装置２１１、及び制御部２１２を備えている。 The image forming apparatus main body 21 controls the components 2 to 5 shown in FIG. 1 to form an image on a sheet. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus main body 21 includes a power supply device 211 and a control unit 212.
制御部２１２は、画像形成装置１全体を制御する情報処理装置である。図１に示す構成要素２〜５は、制御部２１２によって間接的に制御される。 The control unit 212 is an information processing device that controls the entire image forming apparatus 1. The components 2 to 5 shown in FIG. 1 are indirectly controlled by the controller 212.
画像形成装置本体２１には、交流電力が供給される。電源装置２１１は、その交流電力を直流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）に変換し、画像形成装置本体２１に供給する。そのために、電源装置２１１は、図２に示すように、入力フィルタ２１１１、ＤＣ／ＤＣ回路２１１２、及びコンデンサ２１１３を備えている。 AC power is supplied to the image forming apparatus main body 21. The power supply device 211 converts the alternating current power into direct current (DC) and supplies the direct current (DC) to the image forming apparatus main body 21. For that purpose, the power supply device 211 includes an input filter 2111, a DC/DC circuit 2112, and a capacitor 2113, as shown in FIG.
入力フィルタ２１１１は、供給された交流電力を整流して直流電力を出力するフィルタ（整流回路）である。ＤＣ／ＤＣ回路２１１２は、入力フィルタ２１１１が出力する直流電力を所定電圧の直流電力に変換する。 The input filter 2111 is a filter (rectifier circuit) that rectifies the supplied AC power and outputs DC power. The DC/DC circuit 2112 converts the DC power output from the input filter 2111 into DC power having a predetermined voltage.
コンデンサ２１１３は、入力フィルタ２１１１が備える２つの出力端子、及びＤＣ／ＤＣ回路２１１２が備える２つの入力端子とそれぞれ接続されている。それにより、コンデンサ２１１３は、ＤＣ／ＤＣ回路２１１２への直流電力の供給を安定化させるように機能する。 The capacitor 2113 is connected to two output terminals included in the input filter 2111 and two input terminals included in the DC/DC circuit 2112, respectively. Thereby, the capacitor 2113 functions to stabilize the supply of DC power to the DC/DC circuit 2112.
入力フィルタ２１１１からの直流電力の供給が停止した場合、コンデンサ２１１３に蓄積された電荷がＤＣ／ＤＣ回路２１１２に供給される。それにより、入力フィルタ２１１１からの直流電力の供給が停止した後の一定時間、ＤＣ／ＤＣ回路２１１２は直流電力を供給することができる。その一定時間、つまり瞬断耐量は、画像形成装置本体２１の動作状態、つまり消費電力量によって変化する。 When the supply of DC power from the input filter 2111 is stopped, the electric charge accumulated in the capacitor 2113 is supplied to the DC/DC circuit 2112. Thereby, the DC/DC circuit 2112 can supply the DC power for a certain period of time after the supply of the DC power from the input filter 2111 is stopped. The fixed time period, that is, the instantaneous interruption resistance varies depending on the operating state of the image forming apparatus main body 21, that is, the power consumption amount.
定着装置１５は、ハロゲンランプ等の熱源を備え、その熱源から供給される熱量を用いて用紙上のトナー像を用紙に定着させる。 The fixing device 15 includes a heat source such as a halogen lamp, and fixes the toner image on the sheet to the sheet using the amount of heat supplied from the heat source.
商用電源２００、及びインバータ装置２４からそれぞれ供給される交流電力は、切替回路２３に出力される。この切替回路２３は、その２つの交流電力のうちの一方を画像形成装置本体２１に供給させるためのものであり、２つのスイッチ２３１を備えている。 The AC power supplied from each of the commercial power source 200 and the inverter device 24 is output to the switching circuit 23. The switching circuit 23 is for supplying one of the two AC powers to the image forming apparatus main body 21, and includes two switches 231.
２つのスイッチ２３１のａ端子は、共に商用電源２００に接続され、ｂ端子は共にインバータ装置２４に接続されている。共通端子であるｃ端子は、画像形成装置本体２１と接続されている。それにより、ｃ端子とａ端子を接続させた場合、商用電源２００からの交流電力が、ｃ端子とｂ端子を接続させた場合には、インバータ装置２４からの交流電力が、画像形成装置本体２１に供給される。 The a terminals of the two switches 231 are both connected to the commercial power source 200, and the b terminals are both connected to the inverter device 24. The c terminal, which is a common terminal, is connected to the image forming apparatus main body 21. Thereby, when the c terminal and the a terminal are connected, the AC power from the commercial power source 200 is connected, and when the c terminal and the b terminal are connected, the AC power from the inverter device 24 is connected to the image forming apparatus main body 21. Is supplied to.
商用電源２００には、商用電源遮断検出回路２６が接続されている。この商用電源遮断検出回路２６は、商用電源２００から交流電力が供給されているか否かを検出するための回路である。その検出結果は、切替回路２３に出力され、スイッチ２３１の切替動作に用いられる。それにより、商用電源２００から交流電力が供給されていない状況でのみ、インバータ装置２４からの交流電力が切替回路２３を介して画像形成装置本体２１に供給される。 To the commercial power source 200, a commercial power source cutoff detection circuit 26 is connected. The commercial power supply cutoff detection circuit 26 is a circuit for detecting whether or not AC power is supplied from the commercial power supply 200. The detection result is output to the switching circuit 23 and used for the switching operation of the switch 231. Thereby, the AC power from the inverter device 24 is supplied to the image forming apparatus main body 21 via the switching circuit 23 only when the AC power is not supplied from the commercial power supply 200.
インバータ装置２４は、二次電池２２を電源として動作する。この二次電池２２は、充電回路２５によって充電される。その充電回路２５は、商用電源２００から供給される交流電力を用いて生成する直流電力により二次電池２２を充電する。このようなことから、二次電池２２、インバータ装置２４、及び充電回路２５は、１つの蓄電装置を構成する。 The inverter device 24 operates using the secondary battery 22 as a power source. The secondary battery 22 is charged by the charging circuit 25. The charging circuit 25 charges the secondary battery 22 with DC power generated using AC power supplied from the commercial power supply 200. Therefore, the secondary battery 22, the inverter device 24, and the charging circuit 25 constitute one power storage device.
インバータ装置２４は、図２に示すように、直流昇圧部２４１、インバータ回路部２４２、及び制御部２４３を備える。 As shown in FIG. 2, the inverter device 24 includes a DC booster 241, an inverter circuit 242, and a controller 243.
直流昇圧部２４１は、二次電池２２の直流電圧をより高い電圧の直流電圧に変換する。インバータ回路部２４２は、直流昇圧部２４１から供給される直流電力を交流電力に変換する回路である。そのインバータ回路部２４２は、図２に示すように、駆動回路２４２１、コンデンサ２４２２、コイル２４２３、及びコンデンサ２４２４、を備えている。 The DC booster 241 converts the DC voltage of the secondary battery 22 into a higher DC voltage. The inverter circuit unit 242 is a circuit that converts the DC power supplied from the DC booster 241 into AC power. As shown in FIG. 2, the inverter circuit portion 242 includes a drive circuit 2421, a capacitor 2422, a coil 2423, and a capacitor 2424.
駆動回路２４２１は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路である。これは、本実施形態における狭義のインバータ装置に相当する。インバータ回路部２４２、及びインバータ装置２４は共に、本実施形態におけるより広義のインバータ装置に相当する。その入力側（前段）に配置されたコンデンサ２４２２は、直流昇圧部２４１から供給される直流電力の安定化のために設けられている。 The drive circuit 2421 is an inverter circuit that converts DC power into AC power. This corresponds to the narrowly defined inverter device in the present embodiment. Both the inverter circuit unit 242 and the inverter device 24 correspond to the inverter device in a broader sense in this embodiment. The capacitor 2422 arranged on the input side (previous stage) thereof is provided for stabilizing the DC power supplied from the DC booster 241.
コイル２４２３、及びコンデンサ２４２４は、駆動回路２４２１の出力側（後段）に配置されている。コイル２４２３の一端は駆動回路２４２１に接続され、その他端はコンデンサ２４２４の一端に接続されている。コンデンサ２４２４の他端は、駆動回路２４２１のコイル２４２３に接続されていないほうの端子に接続されている。それにより、駆動回路２４２１が出力する交流電力は、コンデンサ２４２４の端子間を介して出力される。 The coil 2423 and the capacitor 2424 are arranged on the output side (post-stage) of the drive circuit 2421. One end of the coil 2423 is connected to the drive circuit 2421, and the other end is connected to one end of the capacitor 2424. The other end of the capacitor 2424 is connected to the terminal of the drive circuit 2421 that is not connected to the coil 2423. Thereby, the AC power output from the drive circuit 2421 is output via the terminals of the capacitor 2424.
コイル２４２３、及びコンデンサ２４２４は、インバータ回路部２４２が供給する交流電力を平滑化する平滑フィルタとして機能する。この平滑フィルタを介してインバータ回路部２４２から出力される交流電力が、インバータ装置２４から供給される交流電力となる。コンデンサ２４２４は、他のコンデンサ２４２２等と区別するために、以降「出力コンデンサ」と表記する。 The coil 2423 and the capacitor 2424 function as a smoothing filter that smoothes the AC power supplied by the inverter circuit unit 242. The AC power output from the inverter circuit unit 242 via this smoothing filter becomes the AC power supplied from the inverter device 24. The capacitor 2424 is hereinafter referred to as an “output capacitor” in order to distinguish it from other capacitors 2422 and the like.
本実施形態で採用の駆動回路２４２１は、パルス（矩形波）を用いたスイッチング素子のオン／オフにより、直流電力を交流電力に変換するものである。制御部２４３は、この駆動回路２４２１に供給すべきパルスの生成を通して、インバータ装置２４（インバータ回路部２４２）から供給する交流電力を制御する。 The drive circuit 2421 used in the present embodiment converts DC power into AC power by turning on/off the switching element using a pulse (rectangular wave). The control unit 243 controls the AC power supplied from the inverter device 24 (inverter circuit unit 242) through the generation of pulses to be supplied to the drive circuit 2421.
この制御部２４３は、１つの情報処理装置であり、本実施形態における制御装置に相当する。その制御部２４３は、図２に示すように、駆動パルス変換部２４３１、出力周波数決定部２４３２、及びデータ受信部２４３３を備えている。 The control unit 243 is one information processing device and corresponds to the control device in this embodiment. As shown in FIG. 2, the controller 243 includes a drive pulse converter 2431, an output frequency determiner 2432, and a data receiver 2433.
駆動パルス変換部２４３１は、駆動回路２４２１に供給すべきパルスを生成する回路である。出力周波数決定部２４３２は、駆動パルス変換部２４３１に生成させるパルスの周波数を決定し、決定した周波数で駆動パルス変換部２４３１にパルスを発生させる。この出力周波数決定部２４３２は、本実施形態における給電制御部に相当する。 The drive pulse converter 2431 is a circuit that generates a pulse to be supplied to the drive circuit 2421. The output frequency determination unit 2432 determines the frequency of the pulse generated by the drive pulse conversion unit 2431 and causes the drive pulse conversion unit 2431 to generate a pulse at the determined frequency. The output frequency determination unit 2432 corresponds to the power supply control unit in this embodiment.
データ受信部２４３３は、商用電源遮断検出回路２６から、商用電源２００から交流電力が供給されているか否かを示す情報（以降「供給状況情報」と表記）を受信し、制御部２１２から、画像形成装置本体２１の動作状態を示す情報（以降「動作状態情報」と表記）を受信する。これらの情報は出力周波数決定部２４３２に出力される。供給状況情報は、上記のように、切替回路２３に入力される情報であり、切替回路２３は、この情報を用いてスイッチ２３１の切り替えを行う。 The data receiving unit 2433 receives, from the commercial power source cutoff detection circuit 26, information indicating whether or not AC power is being supplied from the commercial power source 200 (hereinafter referred to as “supply status information”), and the image is received from the control unit 212. Information indicating the operating state of the forming apparatus main body 21 (hereinafter referred to as “operating state information”) is received. These pieces of information are output to the output frequency determination unit 2432. The supply status information is information input to the switching circuit 23 as described above, and the switching circuit 23 switches the switch 231 using this information.
画像形成装置本体２１の動作状態（動作モード）の認識は、データ受信部２４３３が受信した動作状態情報を用いて出力周波数決定部２４３２が行う。このことから、データ受信部２４３３、及び出力周波数決定部２４３２は、本実施形態における認識部に相当する。その動作状態情報は、画像形成装置本体２１の制御部２１２から送信される。このことから、より広義には、この制御部２１２は本実施形態における認識部に含めることができる。 The output frequency determining unit 2432 recognizes the operation state (operation mode) of the image forming apparatus main body 21 using the operation state information received by the data receiving unit 2433. From this, the data receiving unit 2433 and the output frequency determining unit 2432 correspond to the recognizing unit in this embodiment. The operation state information is transmitted from the control unit 212 of the image forming apparatus main body 21. From this, in a broader sense, the control unit 212 can be included in the recognition unit in the present embodiment.
出力周波数決定部２４３２は、データ受信部２４３３から入力する供給状況情報、及び動作状態情報を用いて、駆動パルス変換部２４３１に生成させるパルスの周波数を決定する。その決定方法について、図３〜図７を参照して詳細に説明する。 The output frequency determination unit 2432 determines the frequency of the pulse generated by the drive pulse conversion unit 2431 using the supply status information and the operation status information input from the data reception unit 2433. The determination method will be described in detail with reference to FIGS.
図３は、インバータ装置が供給する交流電力の周波数と出力コンデンサによる損失の関係を説明する図である。図３に示す損失Ｐｃは、無効電力に起因するものである。ここで、出力コンデンサ２４２４による損失Ｐｃについて説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the frequency of AC power supplied by the inverter device and the loss due to the output capacitor. The loss Pc shown in FIG. 3 is due to the reactive power. Here, the loss Pc due to the output capacitor 2424 will be described.
損失Ｐｃは以下により求められる。
Ｐｃ ＝ Ｖ２×２πｆｃ ・・・（１）
ここで、Ｖは交流電圧、ｆは交流周波数、ｃはコンデンサの静電容量、である。
The loss Pc is calculated by the following.
Pc = V 2 × 2πfc ··· ( 1)
Here, V is an AC voltage, f is an AC frequency, and c is the capacitance of the capacitor.
この式（１）から明らかなように、無効電力によってコンデンサ２４２４に発生する損失Ｐｃは、その静電容量に比例すると共に、そのコンデンサ２４２４に供給される交流電力の周波数ｆａｃに比例する。 As is clear from this equation (1), the loss Pc generated in the capacitor 2424 by the reactive power is proportional to the electrostatic capacitance thereof and is proportional to the frequency fac of the AC power supplied to the capacitor 2424.
この損失Ｐｃの程度に応じて、二次電池２２が直流電力を供給できる供給可能時間は変化する。停電等の何らかの理由により商用電源２００からの交流電力の供給が停止している状況では、画像形成装置１はより長い時間、利用できるようにすることが望まれる。このことから、本実施形態では、商用電源２００からの交流電力の供給が停止した供給遮断状況時、損失Ｐｃの低減により、画像形成装置１全体での消費電力量を抑制して、画像形成装置１をより長く利用できるようにしている。それにより、上記供給状況情報は、供給遮断状況時か否かの判断に用いられる。 The supplyable time during which the secondary battery 22 can supply the DC power changes depending on the degree of the loss Pc. In a situation where the AC power supply from the commercial power supply 200 is stopped for some reason such as a power failure, it is desired that the image forming apparatus 1 be available for a longer time. From this, in the present embodiment, when the supply of AC power from the commercial power source 200 is stopped, the loss Pc is reduced to suppress the power consumption of the image forming apparatus 1 as a whole, thereby reducing the power consumption of the image forming apparatus 1. 1 can be used for a longer time. As a result, the supply status information is used to determine whether or not the supply is cut off.
本実施形態では、損失Ｐｃの低減は、交流電力の交流電圧への操作により行うようにしている。その交流電圧への操作として、その周波数ｆａｃの変更を行うようにしている。その周波数ｆａｃは、駆動回路２４２１に駆動パルス変換部２４３１が出力するパルスの周波数に応じて変化する。パルスの周波数＝周波数ｆａｃ、である。このことから、周波数ｆａｃの変更は、駆動回路２４２１に駆動パルス変換部２４３１から出力させるパルスの周波数の変更を通して行うようにしている。 In the present embodiment, the loss Pc is reduced by operating the AC voltage to the AC voltage. As the operation to the AC voltage, the frequency fac is changed. The frequency fac changes according to the frequency of the pulse output from the drive pulse conversion unit 2431 to the drive circuit 2421. The frequency of the pulse=frequency fac. Therefore, the frequency fac is changed by changing the frequency of the pulse output from the drive pulse converter 2431 to the drive circuit 2421.
画像形成装置１全体の消費電力量は、画像形成装置本体２１の動作状態によって変化する。インバータ装置２４から供給する交流電力は、画像形成装置本体２１が動作可能なレベルとする必要がある。このことから、駆動パルス変換部２４３１から出力させるパルスの周波数の決定に、上記動作状態情報が用いられる。この動作状態情報を用いてパルスの周波数を決定することにより、画像形成装置本体２１の動作を可能にしつつ、出力コンデンサ２４２４による損失Ｐｃを低減することができる。その損失Ｐｃの低減により、画像形成装置本体２１の二次電池２２による動作可能時間はより長くなる。 The power consumption of the entire image forming apparatus 1 changes depending on the operating state of the image forming apparatus main body 21. The AC power supplied from the inverter device 24 needs to be at a level at which the image forming apparatus main body 21 can operate. Therefore, the operation state information is used to determine the frequency of the pulse output from the drive pulse converter 2431. By determining the frequency of the pulse using this operation state information, it is possible to reduce the loss Pc due to the output capacitor 2424 while enabling the operation of the image forming apparatus main body 21. By reducing the loss Pc, the operable time of the secondary battery 22 of the image forming apparatus main body 21 becomes longer.
画像形成装置本体２１の消費電力量は、動作モードによって変化する。このことから、本実施形態では、制御部２１２に、動作状態情報として、動作モードをインバータ装置２４の制御部２４３に通知させるようにしている。ここでは便宜的に、その動作モードとして、スリープモード、スタンバイモード、及びプリントモードの３つを想定する。 The power consumption of the image forming apparatus main body 21 changes depending on the operation mode. Therefore, in the present embodiment, the control unit 212 is made to notify the control unit 243 of the inverter device 24 of the operation mode as the operation state information. Here, for convenience, three operating modes are assumed: a sleep mode, a standby mode, and a print mode.
スリープモードは、画像形成装置本体２１の消費電力量が最低となるモード、つまり負荷が最も軽いモードである。スタンバイモードは、画像形成装置本体２１の多くの部分への電力供給が遮断されるモードである。消費電力量は、スリープモードよりは大きくなる。プリントモードは、用紙上に画像形成を行うプリントが実行可能なモードである。消費電力量は、動作モードのなかで最大となる。 The sleep mode is a mode in which the power consumption of the image forming apparatus main body 21 is the lowest, that is, a mode in which the load is lightest. The standby mode is a mode in which power supply to many parts of the image forming apparatus main body 21 is cut off. Power consumption is higher than in sleep mode. The print mode is a mode in which printing for forming an image on a sheet can be executed. The power consumption is the highest among the operation modes.
図４は、動作モードに応じて決定するパルスの周波数を説明する図である。図４において、「瞬断耐量」は、コンデンサ２１１３によって電力供給が維持されると推定される時間であり、「インバータ出力周波数」は、インバータ装置２４から出力される交流電力の周波数ｆａｃ＝パルスの周波数、である。「（半周期）」は、周波数ｆａｃの半周期を指している。 FIG. 4 is a diagram for explaining the frequency of the pulse determined according to the operation mode. In FIG. 4, “instantaneous power interruption resistance” is the time when the power supply is estimated to be maintained by the capacitor 2113, and “inverter output frequency” is the frequency fac of the AC power output from the inverter device 24=pulse. Frequency. “(Half cycle)” refers to a half cycle of the frequency fac.
上記のように、画像形成装置本体２１の消費電力量は、動作モードによって変化する。そのため、瞬断耐量も、その動作モードによって変化する。画像形成装置本体２１の動作を可能とさせるうえでは、瞬断耐量は重要なパラメータである。このことから、本実施形態では、画像形成装置本体２１が確実に動作可能なように、スリープモード、及びスタンバイモードの場合、瞬断耐量よりも半周期が短い周波数ｆａｃを決定するようにしている。それにより、スリープモードの場合、周波数ｆａｃは２Ｈｚ（半周期は２５０ｍｓ）、スタンバイモードの場合、周波数は１０Ｈｚ（半周期は５０ｍｓ）とそれぞれ決定される。 As described above, the power consumption of the image forming apparatus main body 21 changes depending on the operation mode. Therefore, the instantaneous interruption resistance also changes depending on the operation mode. The instantaneous interruption resistance is an important parameter for enabling the operation of the image forming apparatus main body 21. From this, in the present embodiment, in order to reliably operate the image forming apparatus main body 21, in the sleep mode and the standby mode, the frequency fac having a half cycle shorter than the instantaneous interruption tolerance is determined. .. Thereby, in the sleep mode, the frequency fac is determined to be 2 Hz (half cycle is 250 ms), and in the standby mode, the frequency is 10 Hz (half cycle is 50 ms).
一方、プリントモードでは、周波数ｆａｃは５０Ｈｚ（半周期は１０ｍｓ）と決定される。この５０Ｈｚは、商用電源２００が供給する交流電力の周波数、つまり定格である。本実施形態では、プリントモード時のみ、周波数ｆａｃを定格とすることにより、他の動作モードで損失Ｐｃを低減させるようにしている。 On the other hand, in the print mode, the frequency fac is determined to be 50 Hz (half cycle is 10 ms). This 50 Hz is the frequency of the AC power supplied by the commercial power supply 200, that is, the rating. In the present embodiment, the frequency fac is rated only in the print mode to reduce the loss Pc in other operation modes.
図５は、各動作モードでインバータ装置から供給される交流電力の電圧波形、及びその総損失を説明する図である。その電圧波形（図５中「インバータ出力電圧波形」と表記）、及び総損失（Ｗ）は、図５（ａ）ではプリントモード時、図５（ｂ）ではスタンバイ時、図５（ｃ）ではスリープモード時のものをそれぞれ示している。この総損失は、上記損失Ｐｃと、インバータ装置２４のそれ以外の損失との合計である。 FIG. 5: is a figure explaining the voltage waveform of the alternating current power supplied from an inverter device in each operation mode, and its total loss. The voltage waveform (denoted as “inverter output voltage waveform” in FIG. 5) and the total loss (W) are shown in FIG. 5(a) in print mode, in FIG. 5(b) in standby, and in FIG. 5(c). The ones in the sleep mode are shown. This total loss is the sum of the above loss Pc and the other losses of the inverter device 24.
プリントモード時に交流電力の周波数ｆａｃは最大となる。それにより、インバータ装置２４の総損失も最大となる。図５（ｂ）、及び図５（ｃ）では、比較が容易なように、プリントモード時の総損失を併せて示している。それにより、「損失低減分」は、そのプリントモード時からの低減分を意味している。その低減分の大部分は、損失Ｐｃの低減によるものである。このことから、図５は、周波数ｆａｃの動作モードに応じた操作により、損失Ｐｃを適切に低減させることができることを示している。プリントモード時と比較して、損失Ｐｃは、スリープモードでは８０％、スタンバイモードでは５５％、低減されたことが確認できている。 In the print mode, the frequency fac of AC power becomes maximum. Thereby, the total loss of the inverter device 24 is also maximized. In FIGS. 5B and 5C, the total loss in the print mode is also shown for easy comparison. Therefore, the “loss reduction amount” means a reduction amount from the print mode. Most of the reduction is due to reduction of the loss Pc. From this, FIG. 5 shows that the loss Pc can be appropriately reduced by the operation according to the operation mode of the frequency fac. It can be confirmed that the loss Pc is reduced by 80% in the sleep mode and 55% in the standby mode as compared with the print mode.
図６は、画像形成装置本体の動作モードの遷移、その遷移に応じた周波数の操作、及び総損失を説明する図である。この図６において、「出力電圧波形」はインバータ装置２４から供給される交流電力の電圧波形、「総損失」はインバータ装置２４に発生する総損失、をそれぞれ示している。スタンバイモード、及びプリントモードは、矩形波でそのモードに遷移しているか否かを示している。Ｈ（Ｈｉｇｈ）はそのモードへの遷移時、Ｌ（Ｌｏｗ）はそのモードへの非遷移時、をそれぞれ示している。それにより、スタンバイモード、及びプリントモードが共にＬのときはスリープモードへの遷移を示している。 FIG. 6 is a diagram for explaining the transition of the operation mode of the image forming apparatus main body, the operation of the frequency according to the transition, and the total loss. In FIG. 6, the “output voltage waveform” indicates the voltage waveform of the AC power supplied from the inverter device 24, and the “total loss” indicates the total loss generated in the inverter device 24. The standby mode and the print mode indicate whether or not the mode is changed to a rectangular wave. H (High) indicates a transition to the mode, and L (Low) indicates a non-transition to the mode. Thereby, when both the standby mode and the print mode are L, the transition to the sleep mode is shown.
図６に示すように、インバータ装置２４から供給される交流電力の周波数ｆａｃは、動作モード間の遷移により切り替えられる（変更される）。その結果、画像形成装置本体２１の動作に必要な電力量がインバータ装置２４から供給されると共に、そのインバータ装置２４に発生する総損失も動作モードに応じて低減される。その総損失の低減により、商用電源２００からの電力供給の停止時、画像形成装置本体２１は、より長い期間、利用できるようになる。 As shown in FIG. 6, the frequency fac of the AC power supplied from the inverter device 24 is switched (changed) by the transition between the operation modes. As a result, the amount of electric power required for the operation of the image forming apparatus main body 21 is supplied from the inverter device 24, and the total loss generated in the inverter device 24 is also reduced according to the operation mode. By reducing the total loss, the image forming apparatus main body 21 can be used for a longer period when the power supply from the commercial power source 200 is stopped.
出力周波数決定部２４３２は、図４に示すような動作モードと決定すべきパルスの周波数の対応関係を示す情報（以降「対応関係情報」と表記）を参照し、駆動パルス変換部２４３１に生成させるパルスの周波数を決定する。その決定を通して、上記のように動作モードに応じて交流電力の周波数ｆａｃを操作する。 The output frequency determination unit 2432 refers to the information (hereinafter, referred to as “correspondence information”) indicating the correspondence relationship between the operation mode and the frequency of the pulse to be determined as illustrated in FIG. 4, and causes the drive pulse conversion unit 2431 to generate the information. Determine the frequency of the pulse. Through the determination, the frequency fac of the AC power is operated according to the operation mode as described above.
この出力周波数決定部２４３２自体も１つの情報処理装置であり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）コントローラ、及びバスを少なくとも備えている。それにより、出力周波数決定部２４３２は、ＣＰＵが、ＲＯＭにファームウェアとして格納されているプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、駆動パルス変換部２４３１に生成させるパルスの周波数を決定する。対応関係情報は、ＲＯＭに保存される。Ｉ／Ｆコントローラは、駆動パルス変換部２４３１の制御に用いられる。 The output frequency determination unit 2432 itself is also one information processing device, and includes, for example, at least a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an I/F (InterFace) controller, and a bus. I have it. As a result, the output frequency determination unit 2432 determines the frequency of the pulse generated by the drive pulse conversion unit 2431 by the CPU reading the program stored in the ROM as the firmware into the RAM and executing the program. The correspondence information is stored in the ROM. The I/F controller is used to control the drive pulse conversion unit 2431.
図７は、交流電圧操作処理を示すフローチャートである。この交流電圧操作処理は、出力周波数決定部２４３２を構成するＣＰＵが、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することで実現される処理である。このことから、交流電圧操作処理を実行する主体としてはＣＰＵを想定する。 FIG. 7 is a flowchart showing the AC voltage operation process. This AC voltage operation process is a process realized by the CPU configuring the output frequency determination unit 2432 executing the program stored in the ROM. From this, it is assumed that the CPU is the main body that executes the AC voltage operation processing.
そのプログラムは、例えばデータ受信部２４３３による割り込みによって起動される。例えばデータ受信部２４３３は、商用電源遮断検出回路２６からの遮断状況情報の受信、或いは制御部２１２からの動作状態情報の受信、によって出力周波数決定部２４３２への割り込みを発生させる。商用電源遮断検出回路２６は、交流電力の供給状況の変化により、直ちに遮断状況情報を送信する。制御部２１２も、動作モードの遷移により、遷移後の動作モードを表す動作状態情報を直ちに送信する。このことから、交流電圧操作処理は、状況が変化した場合に、直ちに実行される（図６参照）。 The program is activated by, for example, an interrupt by the data receiving unit 2433. For example, the data receiving unit 2433 causes an interrupt to the output frequency determining unit 2432 by receiving the cutoff state information from the commercial power cutoff detection circuit 26 or the operation state information from the control unit 212. The commercial power interruption detection circuit 26 immediately transmits the interruption status information when the supply status of the AC power changes. The control unit 212 also immediately transmits the operation state information representing the operation mode after the transition due to the transition of the operation mode. Therefore, the AC voltage operation process is immediately executed when the situation changes (see FIG. 6).
上記プログラムに制御が渡った場合、ＣＰＵは、先ず、商用電源２００からの交流電力の供給が遮断しているか否か判定する（Ｓ７０１）。データ受信部２４３３が直前に受信した遮断状況情報が商用電源２００からの交流電力の供給の遮断を示していない場合、Ｓ７０１の判断はＮＯとなってＳ７０６に移行する。その交流電力の供給の遮断をその遮断状況情報が示していない場合、Ｓ７０１の判断はＹＥＳとなってＳ７０２に移行する。 When control is passed to the above program, the CPU first determines whether or not the supply of AC power from the commercial power source 200 is cut off (S701). If the interruption status information received immediately before by the data receiving unit 2433 does not indicate interruption of the supply of the AC power from the commercial power source 200, the determination in S701 is NO and the process proceeds to S706. When the interruption status information does not indicate interruption of the supply of the AC power, the determination in S701 is YES, and the process proceeds to S702.
Ｓ７０２では、ＣＰＵは、データ受信部２４３３が直前に受信した動作状態情報を参照して、画像形成装置本体２１の現在の動作モードを確認する。その後はＳ７０３に移行して、ＣＰＵは、現在の動作モードがプリントモードか否か判断する。画像形成装置本体２１の現在の動作モードがプリントモードであった場合、Ｓ７０３の判断はＹＥＳとなって上記Ｓ７０６に移行する。その現在の動作モードがプリントモードではない場合、Ｓ７０３の判断はＮＯとなってＳ７０４に移行する。 In step S<b>702, the CPU refers to the operation state information received immediately before by the data receiving unit 2433 and confirms the current operation mode of the image forming apparatus main body 21. After that, the process shifts to S703, and the CPU determines whether or not the current operation mode is the print mode. When the current operation mode of the image forming apparatus main body 21 is the print mode, the determination in S703 is YES and the process proceeds to S706. If the current operation mode is not the print mode, the determination in S703 is NO and the process proceeds to S704.
Ｓ７０４では、ＣＰＵは、動作状態情報が示す動作モードに応じて、駆動パルス変換部２４３１に生成させるパルスの周波数、つまりインバータ装置２４から出力させる交流電力の周波数ｆａｃを決定する（図４）。その決定後、ＣＰＵは、決定した周波数に設定を変更する（Ｓ７０５）。その設定変更を行った後、交流電圧操作処理が終了する。その設定変更により、以降、駆動パルス変換部２４３１は、決定した周波数でパルスを生成することになる。 In S704, the CPU determines the frequency of the pulse generated by the drive pulse conversion unit 2431, that is, the frequency fac of the AC power output from the inverter device 24, according to the operation mode indicated by the operation state information (FIG. 4 ). After the determination, the CPU changes the setting to the determined frequency (S705). After changing the setting, the AC voltage operation process ends. By changing the setting, the drive pulse conversion unit 2431 will generate pulses at the determined frequency thereafter.
上記Ｓ７０１でのＮＯの判断、或いはＳ７０３でのＹＥＳの判断によって移行するＳ７０６では、ＣＰＵは、交流電力の周波数ｆａｃを定格、つまり５０Ｈｚと決定する（図４）。その後は上記Ｓ７０５に移行して、パルス生成上の設定変更を行う。 In S706, which is determined by the determination of NO in S701 or the determination of YES in S703, the CPU determines the frequency fac of the AC power to be the rated value, that is, 50 Hz (FIG. 4). After that, the process shifts to S705 to change the setting for pulse generation.
なお、本実施形態では、商用電源２００からの電力供給が行われている場合、インバータ装置２４に出力させる交流電力の周波数ｆａｃを定格（＝５０Ｈｚ）としているが、その周波数ｆａｃは定格より低い周波数としても良い。これは、インバータ装置２４からの交流電力は画像形成装置本体２１に供給されないからである。つまり、その交流電力が画像形成装置本体２１に供給されないことから、インバータ装置２４による総損失を低減して、画像形成装置１全体の消費電力量をより抑制しても良い。 In the present embodiment, when the commercial power supply 200 is supplying power, the frequency fac of the AC power output to the inverter device 24 is rated (=50 Hz), but the frequency fac is lower than the rated frequency. Also good. This is because the AC power from the inverter device 24 is not supplied to the image forming apparatus main body 21. That is, since the AC power is not supplied to the image forming apparatus main body 21, the total loss by the inverter device 24 may be reduced to further suppress the power consumption of the image forming apparatus 1 as a whole.
また、本実施形態では、交流電力の周波数ｆａｃの決定は、画像形成装置本体２１の動作モードに応じて行っているが、その決定は、他の状態を考慮して行うようにしても良い。この他の状態としては、例えばコンデンサ２１１３の端子間電圧が考えられる。これは、画像形成装置本体２１の動作モードに遷移が無くとも、画像形成装置本体２１の消費電力量が比較的に大きく変動する可能性が考えられるからである。 Further, in the present embodiment, the frequency fac of the AC power is determined according to the operation mode of the image forming apparatus main body 21, but the determination may be performed in consideration of other states. As another state, for example, a voltage between terminals of the capacitor 2113 can be considered. This is because there is a possibility that the power consumption of the image forming apparatus main body 21 may fluctuate relatively large even if the operation mode of the image forming apparatus main body 21 does not change.
画像形成装置本体２１の消費電力量が一時的に増大し、このコンデンサ２１１３に蓄積された電荷量が想定より減少した場合、実際の遮断耐量はより短いものとなる。それにより、画像形成装置本体２１への電力の安定供給の面から、電荷量の想定外の減少は望ましくない。しかし、その減少はコンデンサ２１１３の端子間電圧により確認することができる。このことから、コンデンサ２１１３の端子間電圧を監視し、その監視結果を周波数ｆａｃの決定に反映させることが望ましい。その端子間電圧を周波数ｆａｃの決定に反映させる場合、画像形成装置本体２１への電力供給はより安定的に行えるようになる。また、損失Ｐｃを含む総損失の更なる低減も可能となる。 When the power consumption of the image forming apparatus main body 21 is temporarily increased and the amount of electric charge accumulated in the capacitor 2113 is reduced as compared with the expected value, the actual cut-off resistance becomes shorter. Therefore, from the viewpoint of stable power supply to the image forming apparatus main body 21, an unexpected decrease in the amount of electric charge is not desirable. However, the decrease can be confirmed by the voltage across the terminals of the capacitor 2113. Therefore, it is desirable to monitor the voltage across the terminals of the capacitor 2113 and reflect the monitoring result in the determination of the frequency fac. When the terminal voltage is reflected in the determination of the frequency fac, the power supply to the image forming apparatus main body 21 can be performed more stably. Further, the total loss including the loss Pc can be further reduced.
一般的に、コンデンサの静電容量は温度によって変化する。このことから、コンデンサ２１１３の温度を測定するか、或いは推定して、その測定結果、或いは推定結果を更に周波数ｆａｃの決定に反映させるようにしても良い。その場合、画像形成装置本体２１への電力供給は更に安定的に行えるようになると共に、損失Ｐｃを含む総損失の更なる低減も可能となる。 Generally, the capacitance of a capacitor changes with temperature. From this, the temperature of the capacitor 2113 may be measured or estimated, and the measurement result or the estimation result may be further reflected in the determination of the frequency fac. In that case, the power supply to the image forming apparatus main body 21 can be performed more stably, and the total loss including the loss Pc can be further reduced.
次に、第２の実施形態について詳細に説明する。この第２の実施形態による画像形成装置の構成の大部分は、上記第１の実施形態と同じである。このことから、第２の実施形態の説明は、第１の実施形態で付した符号を用い、その第１の実施形態から異なる部分にのみ着目する形で行うこととする。 Next, the second embodiment will be described in detail. Most of the configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. From this, the description of the second embodiment will be made by using the reference numerals given in the first embodiment and focusing only on the parts different from the first embodiment.
上記第１の実施形態では、インバータ装置２４に発生させる交流電圧への操作として、その周波数ｆａｃの変更を行っている。これに対し、第２の実施形態は、交流電圧への操作として、交流電圧の間欠的な発生を行うようにしている。交流電圧を間欠的に発生させた場合、つまり交流電圧の発生終了から次の発生開始までの時間間隔（以降「停止時間」と表記）を設け、その交流電圧の発生を一時的に停止させた場合、交流電圧を発生させていない間の損失Ｐｃを含む総損失は最小限に抑えられる。そのため、第１の実施形態と同様に、損失Ｐｃを含む総損失の低減により、商用電源２００からの電力供給の停止時、画像形成装置本体２１は、より長い期間、利用できるようになる。以降、交流電圧の発生を一時的に停止させる制御を「間引き制御」と表記する。 In the above-described first embodiment, the frequency fac is changed as an operation to the AC voltage generated in the inverter device 24. On the other hand, in the second embodiment, as the operation to the AC voltage, the AC voltage is intermittently generated. When the AC voltage is generated intermittently, that is, a time interval (hereinafter referred to as “stop time”) from the end of the generation of the AC voltage to the start of the next generation is provided, and the generation of the AC voltage is temporarily stopped. In this case, the total loss including the loss Pc while the AC voltage is not generated is minimized. Therefore, as in the first embodiment, by reducing the total loss including the loss Pc, the image forming apparatus main body 21 can be used for a longer period when the power supply from the commercial power source 200 is stopped. Hereinafter, the control for temporarily stopping the generation of the AC voltage will be referred to as “thinning control”.
第１の実施形態では、動作モードとして、スリープモード、スタンバイモード、及びプリントモードの３つのみを想定している。第２の実施形態でも便宜的に、この３つの動作モードのみを想定する。 In the first embodiment, only three operation modes are assumed: a sleep mode, a standby mode, and a print mode. Also in the second embodiment, for convenience, only these three operation modes are assumed.
第１の実施形態では、全ての動作モードは、画像形成装置本体２１の制御部２１２がインバータ装置２４側に動作状況情報の形で通知するようになっている。これに対し、第２の実施形態では、制御部２１２は、スリープモードへの遷移の有無を、専用の信号線（以降「スリープ信号」と表記）を介してインバータ装置２４側に通知するようになっている。また、制御部２１２は、プリント開始時とその終了時を、それぞれ専用の信号線を介してインバータ装置２４側に通知するようにしている。 In the first embodiment, the control unit 212 of the image forming apparatus main body 21 notifies all the operation modes to the inverter device 24 side in the form of operation status information. On the other hand, in the second embodiment, the control unit 212 notifies the inverter device 24 side of the presence/absence of the transition to the sleep mode via a dedicated signal line (hereinafter referred to as “sleep signal”). Has become. Further, the control unit 212 notifies the inverter device 24 side of the print start time and the print end time through dedicated signal lines.
以降、専用の信号線を介してスリープモードへの遷移の有無を通知する信号は「スリープ信号」と表記する。また、別の専用の信号線を介してプリント開始時とその終了時を通知する信号は「プリント信号」と総称する。プリント開始時を通知する信号は「プリント開始信号」、その終了時を通知する信号は「プリント完了信号」とそれぞれ表記する。 Hereinafter, a signal notifying the presence/absence of the transition to the sleep mode via a dedicated signal line is referred to as a “sleep signal”. Further, signals that notify the start and end of printing via another dedicated signal line are collectively referred to as "print signals". The signal notifying the print start time is referred to as a “print start signal”, and the signal notifying the end time is referred to as a “print completion signal”.
第２の実施形態では、データ受信部２４３３は、スリープ信号、及びプリント信号を動作状態情報として受信し、その受信結果を割り込みにより出力周波数決定部２４３２に通知する。出力周波数決定部２４３２は、スリープ信号がスリープモードへの遷移を示していた場合、画像形成装置本体２１の動作モードをスリープモードと判断する。プリント開始信号の受信からプリント完了信号の受信までの間をプリントモードと判断する。それ以外をスタンバイモードと判断する。このようなことから、第２の実施形態では、第１の実施形態とはスタンバイモードの内容が異なっている。 In the second embodiment, the data receiving unit 2433 receives the sleep signal and the print signal as the operation state information, and notifies the output frequency determining unit 2432 of the reception result by an interrupt. When the sleep signal indicates the transition to the sleep mode, the output frequency determining unit 2432 determines the operation mode of the image forming apparatus main body 21 to be the sleep mode. The period from the reception of the print start signal to the reception of the print completion signal is determined as the print mode. Others are determined to be in standby mode. For this reason, the contents of the standby mode in the second embodiment are different from those in the first embodiment.
図８は、第２の実施形態で実行する間引き制御の内容例を説明する図である。図８では、画像形成装置本体２１の状態として、動作状態（動作モード）の他に、「負荷の程度」を「軽負荷」「中負荷」及び「重負荷」の３段階で示している。間引き制御の内容は、「インバータ装置ＡＣ出力」に示している。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the content of thinning control executed in the second embodiment. In FIG. 8, as the state of the image forming apparatus main body 21, in addition to the operating state (operating mode), “degree of load” is shown in three stages of “light load”, “medium load” and “heavy load”. The content of the thinning control is shown in “AC device AC output”.
「インバータ装置ＡＣ出力」には、「停止時間」「制御方法」の２つの内容を表記している。「停止時間」は、交流電圧の発生を一時的に停止させる時間である。「制御方法」では、間引き制御が行われるか否かを表している。 The "inverter device AC output" has two contents, "stop time" and "control method". The “stop time” is a time for temporarily stopping the generation of the AC voltage. The “control method” indicates whether or not thinning control is performed.
図８に示すように、間引き制御はスリープモード時、及びスタンバイモード時に行われ、プリントモード時には行われない。それにより、プリントモード時には、インバータ装置２４は、一時的に停止させることなく、定格の周波数ｆａｃで交流電圧を発生させる。 As shown in FIG. 8, thinning control is performed in the sleep mode and the standby mode, and is not performed in the print mode. As a result, in the print mode, the inverter device 24 generates an AC voltage at the rated frequency fac without temporarily stopping it.
間引き制御が行われる場合、停止時間として予め設定された時間、交流電圧の発生が一時的に停止される。この停止時間は、瞬断耐量を考慮して決定された時間であり、対応する動作モードの瞬断耐量よりも短い時間となっている。例えばスリープモードでは、瞬断耐量は１ｓであるのに対し、停止時間は８００ｍｓとなっている。そのような停止時間を設定することにより、コンデンサ２１１３に対し、電荷が残っている間の充電を行うことができる。従い、画像形成装置本体２１への適切な電力供給を安定的に行うことができる。 When the thinning control is performed, the generation of the AC voltage is temporarily stopped for a preset time as the stop time. This stop time is a time determined in consideration of the instantaneous interruption tolerance, and is shorter than the instantaneous interruption tolerance of the corresponding operation mode. For example, in the sleep mode, the momentary interruption resistance is 1 s, while the stop time is 800 ms. By setting such a stop time, the capacitor 2113 can be charged while electric charge remains. Therefore, appropriate power supply to the image forming apparatus main body 21 can be stably performed.
駆動回路２４２１は、入力するパルスの電圧レベルに応じてスイッチング素子のオン／オフを行う。このことから、出力周波数決定部２４３２は、停止時間の間、駆動パルス変換部２４３１に一定電圧を生成させることにより、交流電圧の発生をその停止時間の間、停止させる。 The drive circuit 2421 turns on/off the switching element according to the voltage level of the input pulse. From this, the output frequency determination unit 2432 causes the drive pulse conversion unit 2431 to generate a constant voltage during the stop time, thereby stopping the generation of the AC voltage during the stop time.
図９は、第２の実施形態における各動作モードでインバータ装置から供給される交流電力の電圧波形、及びその総損失を説明する図である。その電圧波形、及び総損失（Ｗ）は、図９（ａ）ではプリントモード時、図９（ｂ）ではスリープモード時、図９（ｃ）ではスタンバイ時のものをそれぞれ示している。この総損失は、上記損失Ｐｃと、インバータ装置２４のそれ以外の損失との合計である。 FIG. 9: is a figure explaining the voltage waveform of the alternating current power supplied from an inverter device in each operation mode in 2nd Embodiment, and its total loss. The voltage waveform and the total loss (W) are shown in the print mode in FIG. 9A, the sleep mode in FIG. 9B, and the standby mode in FIG. 9C, respectively. This total loss is the sum of the above loss Pc and the other losses of the inverter device 24.
第２の実施形態では、間引き制御時に交流電圧を発生させる時間間隔は２０ｍｓと一定とさせている。この時間間隔は、コンデンサ２１１３への十分な充電を考慮して決定した時間である。そのため、このような交流電圧の一時的な発生により、画像形成装置本体２１への安定した電力供給が実現できる。 In the second embodiment, the time interval for generating the AC voltage during the thinning control is fixed at 20 ms. This time interval is a time determined in consideration of sufficient charging of the capacitor 2113. Therefore, stable power supply to the image forming apparatus main body 21 can be realized by such temporary generation of the AC voltage.
プリントモード時に交流電力の周波数ｆａｃは最大となる。それにより、インバータ装置２４の総損失も最大となる。図９（ｂ）、及び図９（ｃ）では、図５と同様に、プリントモード時の総損失を併せて示している。それにより、「損失低減分」は、そのプリントモード時からの低減分を意味している。このことから、図９は、周波数ｆａｃの動作モードに応じた間引き制御により、損失Ｐｃを適切に低減させることができることを示している。プリントモード時と比較して、損失Ｐｃは、スリープモード（軽負荷時）では９７％、スタンバイモード（中負荷時）では８０％、低減されたことが確認できている。 In the print mode, the frequency fac of AC power becomes maximum. Thereby, the total loss of the inverter device 24 is also maximized. Similar to FIG. 5, FIGS. 9B and 9C also show the total loss in the print mode. Therefore, the “loss reduction amount” means a reduction amount from the print mode. From this, FIG. 9 shows that the loss Pc can be appropriately reduced by the thinning control according to the operation mode of the frequency fac. It can be confirmed that the loss Pc was reduced by 97% in the sleep mode (light load) and by 80% in the standby mode (medium load) as compared with the print mode.
図１０は、画像形成装置本体の動作モードの遷移、その遷移に応じた間引き制御、及びその負荷状態を説明する図である。この図１０において、スリープ信号では、矩形波でそのモードに遷移しているか否かを示している。Ｌ（Ｌｏｗ）はそのモードへの遷移時、Ｈ（Ｈｉｇｈ）はそのモードへの非遷移時、をそれぞれ示している。プリント信号では、パルスでプリント開始信号、及びプリント完了信号を示している。最初のパルスがプリント開始信号を示し、次のパルスがプリント完了信号を示している。 FIG. 10 is a diagram for explaining the transition of the operation mode of the image forming apparatus main body, the thinning control according to the transition, and the load state thereof. In FIG. 10, the sleep signal indicates whether or not the mode is changed to a rectangular wave. L (Low) indicates a transition to the mode, and H (High) indicates a non-transition to the mode. In the print signal, a pulse indicates a print start signal and a print completion signal. The first pulse shows the print start signal, and the second pulse shows the print completion signal.
「インバータ装置制御部出力波形」は、制御部２４３からインバータ回路部２４２に出力されるパルス信号を矩形波で示している。Ｈはパルス信号が出力されている期間を示し、Ｌはパルス信号が出力されていない期間を示している。「インバータ装置出力波形」は、インバータ装置２４が印加する交流電圧波形を示している。それにより、交流電圧の発生は、Ｈとなっている期間のみ行われる。 “Inverter device control unit output waveform” indicates a pulse signal output from the control unit 243 to the inverter circuit unit 242 as a rectangular wave. H indicates a period during which the pulse signal is output, and L indicates a period during which the pulse signal is not output. The “inverter device output waveform” indicates an AC voltage waveform applied by the inverter device 24. As a result, the AC voltage is generated only during the H period.
画像形成装置本体２１の制御部２１２は、実際にプリントのための動作を開始する前にプリント開始信号を送信し、その動作が完了した後、プリント完了信号を送信する。そのため、プリント開始信号が送信されてから実際に負荷が重くなるまでにタイムラグが存在する。 The control unit 212 of the image forming apparatus main body 21 transmits a print start signal before actually starting an operation for printing, and then transmits a print completion signal after the operation is completed. Therefore, there is a time lag from when the print start signal is transmitted to when the load actually becomes heavy.
インバータ装置２４（の出力周波数決定部２４３２）は、プリント開始信号の受信により、間引き制御を終了させ、定格の周波数ｆａｃで交流電圧を発生させる。このため、図１０に示すように、画像形成装置本体２１の負荷が重負荷となる期間を含む期間、画像形成装置本体２１には通常の交流電力がインバータ装置２４から供給される。それにより、画像形成装置本体２１は、十分な電力供給により動作させることができる。 The inverter device 24 (the output frequency determination unit 2432 of the inverter device) terminates the thinning control upon receiving the print start signal, and generates the AC voltage at the rated frequency fac. Therefore, as shown in FIG. 10, normal AC power is supplied from the inverter device 24 to the image forming apparatus main body 21 during a period including a heavy load of the image forming apparatus main body 21. Thereby, the image forming apparatus main body 21 can be operated by sufficient power supply.
出力周波数決定部２４３２は、図８に示すような内容の対応関係情報を参照し、駆動パルス変換部２４３１によるパルスの生成を必要に応じて一時的に停止させる。それにより、図１０に示すような動作モードに応じた交流電圧の操作を行う。 The output frequency determination unit 2432 refers to the correspondence information having the content shown in FIG. 8 and temporarily stops the generation of pulses by the drive pulse conversion unit 2431 as necessary. Thereby, the operation of the AC voltage according to the operation mode as shown in FIG. 10 is performed.
図１１は、交流電圧操作処理を示すフローチャートである。この交流電圧操作処理は、第１の実施形態と同様に、出力周波数決定部２４３２を構成するＣＰＵが、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することで実現される処理である。このことから、交流電圧操作処理を実行する主体としてはＣＰＵを想定する。 FIG. 11 is a flowchart showing the AC voltage operation process. Similar to the first embodiment, this AC voltage operation process is a process realized by the CPU configuring the output frequency determination unit 2432 executing the program stored in the ROM. From this, it is assumed that the CPU is the main body that executes the AC voltage operation processing.
第２の実施形態における交流電圧操作処理の内容は、大部分が第１の実施形態と同じか、或いは略同じである。このことから、ここでは、第１の実施形態から異なる部分にのみ着目して説明する。 Most of the contents of the AC voltage operation processing in the second embodiment are the same as or substantially the same as those in the first embodiment. From this, only the part different from the first embodiment will be described here.
第２の実施形態では、Ｓ７０３でのＮＯの判定によりＳ１１０１に移行する。そのＳ１１０１では、ＣＰＵは、動作状態情報（プリント信号、及びスリープ信号）が示す動作モードに応じて、交流電圧の発生を一時的に停止させる停止時間を決定する（図８）。その決定後、ＣＰＵは、決定した停止時間に設定を変更する（Ｓ１１０２）。その設定変更を行った後、交流電圧操作処理が終了する。 In the second embodiment, the process proceeds to S1101 by the NO determination in S703. In S1101, the CPU determines the stop time for temporarily stopping the generation of the AC voltage according to the operation mode indicated by the operation state information (print signal and sleep signal) (FIG. 8). After the determination, the CPU changes the setting to the determined stop time (S1102). After changing the setting, the AC voltage operation process ends.
第２の実施形態では、Ｓ７０６での定格出力の決定を行った後、そのＳ１１０２に移行する。それにより、プリントモード時、及び商用電源２００からの電力供給時には、通常の交流電力がインバータ装置２４から供給される。 In the second embodiment, after the rated output is determined in S706, the process proceeds to S1102. As a result, normal AC power is supplied from the inverter device 24 in the print mode and when power is supplied from the commercial power supply 200.
なお、第２の実施形態では、画像形成装置本体２１の動作モードの遷移に合わせ、間引き制御の実行、或いは間引き制御の実行の解除を直ちに行っている。しかし、間引き制御の実行（ここでは、動作モードの遷移による内容の変更を含む）は、動作モードの遷移により直ちに行わなくても良い。これは、インバータ装置２４が発生させる交流電圧の位相により、コンデンサ２１１３の充電量が変化するからである。実際の遮断耐量と想定する遮断耐量との差を抑え、画像形成装置本体２１へのより安定した電力供給を実現するために、交流電圧の位相を監視し、その監視結果を間引き制御の実行開始タイミングに反映させても良い。この第２の実施形態でも、上記第１の実施形態における変形例を適用することができる。 In the second embodiment, the thinning control is executed or the thinning control is canceled immediately in accordance with the transition of the operation mode of the image forming apparatus main body 21. However, the execution of the thinning control (here, the change of the contents by the transition of the operation mode is included) does not have to be performed immediately by the transition of the operation mode. This is because the charge amount of the capacitor 2113 changes depending on the phase of the AC voltage generated by the inverter device 24. In order to suppress the difference between the actual interruption resistance and the assumed interruption resistance, and to realize more stable power supply to the image forming apparatus main body 21, the phase of the AC voltage is monitored, and the monitoring result is started to execute thinning control It may be reflected in the timing. The modification of the first embodiment can also be applied to the second embodiment.
また、本実施形態（第１、及び第２の実施形態）では、制御部２４３を搭載したインバータ装置２４を採用している。そのインバータ装置２４は、制御部２４３を搭載していないものであっても良い。つまり、インバータ装置２４は、外部、或いは画像形成装置本体２１に搭載の情報処理装置（制御装置）により制御されるものであっても良い。また、インバータ装置２４は、充電回路２５を備えると共に、二次電池２２を着脱可能とする蓄電装置に搭載させても良い。このようなことを含め、様々な変形が可能である。 In addition, in the present embodiment (first and second embodiments), the inverter device 24 equipped with the control unit 243 is adopted. The inverter device 24 may not include the control unit 243. That is, the inverter device 24 may be controlled externally or by an information processing device (control device) mounted on the image forming apparatus main body 21. In addition, the inverter device 24 may include the charging circuit 25 and be mounted on a power storage device in which the secondary battery 22 is detachable. Various modifications are possible, including such things.
１ 画像形成装置
２ ＡＤＦ
３ 画像読取装置
４ 画像書込装置
５ プリンタユニット
１１ １１−１、１１−２ 給紙カセット
１２ 感光体
１３ 現像装置
１４ 搬送ベルト
１５ 定着装置
１６ 排紙トレイ
２１ 画像形成装置本体
２２ 二次電池
２３ 切替回路
２４ インバータ装置
２５ 充電回路
２６ 商用電源遮断検出回路
２００ 商用電源
２１１ 電源装置
２１２ 制御部
２３１ スイッチ
２４１ 直流昇圧部
２４２ インバータ回路部
２４３ 制御部
２１１１ 入力フィルタ
２１１２ ＤＣ／ＤＣ回路
２１１３、２４２２、２４２４ コンデンサ
２４２１ 駆動回路
２４２３ コイル
２４３１ 駆動パルス変換部
２４３２ 出力周波数決定部
２４３３ データ受信部
1 image forming apparatus 2 ADF
3 image reading device 4 image writing device 5 printer unit 11 11-1, 11-2 paper feeding cassette 12 photoconductor 13 developing device 14 transport belt 15 fixing device 16 paper ejection tray 21 image forming device main body 22 secondary battery 23 switching Circuit 24 Inverter device 25 Charging circuit 26 Commercial power interruption detection circuit 200 Commercial power supply 211 Power supply device 212 Control unit 231 Switch 241 DC boosting unit 242 Inverter circuit unit 243 Control unit 2111 Input filter 2112 DC/DC circuit 2113, 2422, 2424 Capacitor 2421 Drive circuit 2423 Coil 2431 Drive pulse converter 2432 Output frequency determiner 2433 Data receiver
Claims (7)
前記画像形成装置の本体の動作状態を認識する認識部と、
前記認識部が認識した前記本体の動作状態に基づいて、前記インバータ装置を制御し、前記交流電圧を操作する給電制御部と、
を備え、
前記認識部は、前記本体への外部電源からの給電の有無を認識し、
前記給電制御部は、前記本体への給電が行われている場合に、前記本体の動作状態に基づく前記インバータ装置の制御により、前記交流電圧の周波数を変更する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having an inverter device for converting a DC voltage applied from a mounted secondary battery into an AC voltage,
A recognition unit for recognizing the operation state of the main body of the image forming apparatus;
Based on the operating state of the body in which the recognition unit has recognized, and the controls the inverter device, the power supply control unit for operating the AC voltage,
Equipped with
The recognition unit recognizes whether or not power is supplied from an external power source to the main body,
The power supply controller changes the frequency of the AC voltage by controlling the inverter device based on the operating state of the main body when power is being supplied to the main body,
An image forming apparatus characterized by the above.
請求項１に記載の画像形成装置。 The power supply control unit determines the frequency of the AC voltage based on the operating state of the main body ,
The image forming apparatus according to claim 1.
前記画像形成装置の本体の動作状態を認識する認識部と、
前記認識部が認識した前記本体の動作状態に基づいて、前記インバータ装置を制御し、前記交流電圧を操作する給電制御部と、
を備え、
前記給電制御部は、前記認識部が認識した前記本体の動作状態に基づく前記インバータ装置の制御により、前記交流電圧への操作として、前記交流電圧を間欠的に発生させる、ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having an inverter device for converting a DC voltage applied from a mounted secondary battery into an AC voltage,
A recognition unit for recognizing the operation state of the main body of the image forming apparatus;
A power supply control unit that controls the inverter device and operates the AC voltage based on the operating state of the main body recognized by the recognition unit,
Equipped with
An image characterized in that the power supply control unit intermittently generates the AC voltage as an operation to the AC voltage by controlling the inverter device based on the operation state of the main body recognized by the recognition unit. Forming equipment.
前記給電制御部は、前記本体への給電が行われている場合に、前記本体の動作状態に基づく前記インバータ装置の制御により、前記交流電圧を間欠的に発生させる、
請求項３に記載の画像形成装置。 The recognition unit further recognizes whether or not power is supplied to the main body from an external power source,
The power supply control unit, when power supply to the body is being performed, the control of the inverter device based on the operating state of the body, intermittently generate the alternating voltage,
The image forming apparatus according to 請 Motomeko 3.
請求項３または４に記載の画像形成装置。 The power supply control unit, on the basis of the operating state of the body, determines the stop time to temporarily stop the generation of the AC voltage,
The image forming apparatus according to 請 Motomeko 3 or 4.
請求項５に記載の画像形成装置。 The power feeding control unit reflects the phase of the AC voltage in the determination of the stop time ,
The image forming apparatus according to 請 Motomeko 5.
前記画像形成装置の本体の動作状態を認識する認識部と、
前記認識部が認識した前記本体の動作状態に基づいて、前記インバータ装置を制御し、前記交流電圧を操作する給電制御部と、を備え、
前記認識部は、前記本体に搭載の電源装置に瞬断防止用に配置されているコンデンサの端子間電圧を認識し、
前記給電制御部は、前記認識部が認識した前記端子間電圧を前記インバータ装置の制御に反映させて、前記交流電圧を操作する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having an inverter device for converting a DC voltage applied from a mounted secondary battery into an AC voltage,
A recognition unit for recognizing the operation state of the main body of the image forming apparatus;
A power supply control unit that controls the inverter device based on the operating state of the main body recognized by the recognition unit and operates the AC voltage;
The recognition unit recognizes a voltage between terminals of a capacitor arranged in a power supply device mounted on the main body for instantaneous interruption prevention,
The power feeding control unit reflects the inter-terminal voltage recognized by the recognition unit in the control of the inverter device to operate the AC voltage,
Images forming device you wherein a.
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