(57)【要約】【課題】電圧低下を実際に検出してから副電源の供給を開始するので、電圧降下が大きくなる。【解決手段】負荷部が大電流を必要とする特定動作の開始前に、当該特定動作の発開始信号を通知してスイッチを閉制御する。このスイッチの閉制御により、瞬間的に大電流が必要な動作が開始する前に、主電源の供給線路に電力の不足を補う副電源を接続することができる。これにより各負荷部を正常に動作させることができる。また、電圧の降下が生じたとしてもその降下量を抑えることができる。【選択図】図１
2008263669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部と、
主電力を補う電力を供給する副電源と、
電力の供給線路と前記副電源との接続を電気的に切り換える電源供給接続部と、
前記特定動作の開始信号を前記電源供給接続部に通知し、特定動作の開始前に、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続させるスイッチ制御部
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記電源供給接続部は、複数ある前記負荷部のいずれか一つに対する特定動作の開始信号の入力時、前記副電源を電力の供給線路に電気的に接続する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部を有する電子機器において、
電力の供給線路と副電源との接続を電気的に切り換える電源供給接続部に前記特定動作の開始信号を通知し、特定動作の開始前に、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続させるスイッチ制御部
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部と、
主電力を補う電力を供給する副電源と、
特定動作の開始信号に基づいて、電力の供給線路と前記副電源との接続を電気的に切り換える電源供給接続部と、
前記特定動作の開始信号を前記電源供給接続部に通知し、特定動作の開始前に、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続させるスイッチ制御部と
を有することを特徴とする電気機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電気機器において、
前記電源供給接続部は、複数ある前記負荷部のいずれか一つに対する特定動作の開始信号の入力時、前記副電源を電力の供給線路に電気的に接続する
ことを特徴とする電気機器。
【請求項６】
特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部を有する電気機器において、
電力の供給線路と副電源との接続を電気的に切り換える電源供給接続部に前記特定動作の開始信号を通知し、特定動作の開始前に、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続させるスイッチ制御部
を有することを特徴とする電気機器。
【請求項７】
主電力を補う電力を供給する副電源と、
電力の供給線路に接続される電子機器の負荷部又は電気機器の負荷部が瞬時的に大電流を必要とする動作の開始信号の入力時、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続する電源供給接続部と
を有することを特徴とする副電源供給装置。
【請求項８】
配電盤内に配置されることを特徴とする請求項７に記載の副電源供給装置。
【請求項９】
請求項７に記載の副電源供給装置は、
電力の供給線路のうち、配電盤と前記負荷機器との中間位置に配置される
ことを特徴とする副電源供給装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の副電源供給装置は、
前記電子機器又は電気機器の近傍側に配置される
ことを特徴とする副電源供給装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の副電源供給装置は、
前記電力の供給線路の末端位置に配置される
ことを特徴とする副電源供給装置。
【請求項１２】
特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部と、前記特定動作の開始信号を通知するスイッチ制御部とを有する電子機器と、
主電力を補う電力を供給する副電源と、電力の供給線路に接続される電子機器の負荷部が瞬時的に大電流を必要とする特定動作の開始信号の入力時、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続する電源供給接続部とを有する副電源供給装置と
を有することを特徴とする電源システム。
【請求項１３】
特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部と、前記特定動作の開始信号を通知するスイッチ制御部とを有する電気機器と、
主電力を補う電力を供給する副電源と、電力の供給線路に接続される電気機器の負荷部が瞬時的に大電流を必要とする特定動作の開始信号の入力時、電力の供給線路に前記副電源を電気的に接続する電源供給接続部とを有する副電源供給装置と
を有することを特徴とする電源システム。
【請求項１４】
負荷部が瞬時的に大電流を必要とする特定動作の開始前に、当該特定動作の開始信号を通知する処理と、
前記特定動作の開始信号の入力時、電力の供給線路に副電源を電気的に接続する処理と
を有することを特徴とする副電源供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
明細書で提案する発明は、特定動作の実行時に瞬時的に大電流を必要とする負荷部を搭載する電子機器又は電気機器に対する電力の供給技術に関する。なお、発明は、電子機器、電気機器、副電源供給装置、電源システム及び副電源供給制御方法としての側面を有する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、主電力の供給不足を副電源により補う各種の仕組みが提案されている。例えば停電や瞬停への対策用に、鉛蓄電池等のバッテリーを使用した無停電電源装置（ＵＰＳ）が提案されている。
【０００３】
無停電装置は、電源コンセントとサーバー等の電子機器の間に設置され、停電時等の発生時にもシステムの正常終了を可能とする。この機能により、ハードディスクの破壊やシステムファイルの破損が防止される。
【０００４】
以下に、副電源の供給に関する従来技術の幾つかを示す。
【特許文献１】特開平４−２５１５２２号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３０８３号公報
【特許文献３】実開昭４９−４１１６８号公報
【特許文献４】特開平６−３１５２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、瞬時的に大電流を必要とする負荷部品が多くの電気機器や電子機器に搭載されている。例えばＡＣモーター、ＤＣモーター、コンプレッサ、スイッチング電源、白熱電球等が印刷機、複写機、洗濯機、空調機、掃除機、ドライヤー、冷蔵庫その他の電気機器や電子機器に搭載されている。
【０００６】
これらの負荷部品で瞬時的に大電流が要求されるのは、起動前のコイルは、その誘導性インピーダンスが低いためである。また、起動前のコンデンサは、容量性インピーダンスが低いためである。また、起動前の発熱抵抗線は、抵抗成分が低いためである。
【０００７】
ところで、これらの負荷部品に瞬時的な大電流を供給できない場合、負荷部品を正常に起動できない場合がある。
例えば負荷部品がモーターやコンプレッサ等の場合、必要とする起動トルクを確保することができずに回転を開始できない場合がある。
【０００８】
また例えば負荷部品が白熱電球の場合、瞬時には点灯せず、ゆっくりと明るくなることがある。因みに、このような突入電流は、１つの機器につき１００Ａを超える場合もある。
【０００９】
従って、これらの負荷部品を搭載する機器は、瞬時的な大電流にも対応できる電力供給能力を有する環境下で使用することが望ましい。
しかし現実には、一般家庭等のように電力供給能力が理想的でない環境下で使用されることも多い。
【００１０】
電力供給能力が理想的でない場合、瞬時的に大電流が流れる機器が接続される近辺の電力線には、電圧の瞬時的な低下が起こっている。例えば洗濯機の場合、洗濯槽の回転方向の反転に同期して、近くにある白熱電球が暗くなることがある。また同様なことが空調機のコンプレッサの回転起動時にも観察される。
【００１１】
また、商用電力線から配電盤までの電力供給能力が大きい場合でも、配電盤から負荷機器までの電力線自身のインピーダンス（この場合は抵抗成分）を無視できない場合がある。この場合、負荷機器により瞬間的な大電流が要求されると、負荷機器の近辺に位置する電力線で電圧降下が起こり、電圧降下が発生する。
【００１２】
しかも、昨今では、瞬時的に大電流を要求する機器を一度に使用する機会も増えている。例えば一般家庭では、複数台の空調機、洗濯機、白熱電球、掃除機等を同時に使用する機会が増えている。また例えば事務所や商店では、空調機と複写機等を同時に使用する機会が増えている。また例えば工場では、空調機、コンプレッサを搭載したＦＡ装置等を同時に使用する機会が増えている。
【００１３】
このため、これら複数の機器が同時にオン制御された場合やブレーカがオフ状態からオン状態に切り変わった瞬間に流れる電流量も以前に比べ大きくなっている。極端な場合には、電力線のブレーカが制限電流値をオーバーしたと認識し、電力線からの電力の供給を遮断することがある。
【００１４】
ところが、従来技術は、停電や瞬停等の電源トラブルや過負荷時への対処を目的とするため、瞬時大電流への対応が十分でない。また、従来技術の場合、電圧降下を実際に検出して補助電源の供給を開始する。すなわち、瞬間的な大電流による電圧降下の検出により補助電源の供給を開始する。従って、瞬時的には電圧降下が大きくなるのを避け得ない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、発明者らは、負荷部が大電流を必要とする特定動作の開始前に、当該特定動作の開始信号を通知する処理と、特定動作の開始信号の入力時、電力の供給線路に副電源を電気的に接続する処理とを実行する仕組みを提案する。
なお、この仕組みは同一の機器内で実行されても良いし、独立した機器又は装置間で実行されても良い。
【発明の効果】
【００１６】
発明者らの提案する発明を用いれば、瞬間的に大電流が必要な動作が開始する前に、副電源を電力の供給線路の接続することができる。このため、この種の負荷部が電力の供給線路に複数接続されている場合にも、各負荷部を正常に動作させることができる。また、電圧の降下が生じたとしてもその降下量を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、発明に係る副電源供給装置の形態例を説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１８】
（Ａ）電源供給システムの形態例
（Ａ−１）副電源供給装置の構成例
ここでは、電気・電子機器の負荷部が瞬時的に大電流を要求する場合に不足する電力を補充的に供給する副電源供給装置の構成を説明する。
【００１９】
（ａ）直流（ＤＣ）電源入力型の構成
図１に、直流（ＤＣ）電源を入力する副電源供給装置に適した構成例を示す。この構成の副電源供給装置１は、負荷部が直流電源で駆動される場合に用いられる。
この場合、副電源供給装置１は、副電源３及び電源供給接続部５（スイッチ部７）で構成する。
【００２０】
この形態例の場合、副電源３には大容量コンデンサを使用する。もっとも、副電源３は、蓄電池で構成しても良い。副電源３の容量は、想定するシステムによって異なる。
【００２１】
電源供給接続部５は、副電源３と電力供給線との接続を電気的に切り換える回路デバイスである。電源供給接続部５内の電力供給線は、本線５Ａと分岐線５Ｂ、５Ｃで形成される。分岐線５Ｂは、本線５Ａと副電源３を接続する線路であり、副電源３への充電電流が充電完了まで流れる。
【００２２】
分岐線５Ｃは、スイッチ部７経由で副電源３と本線５Ａを接続する線路であり、スイッチ部７が閉状態（オン状態）の場合に限り、副電源３の放電電流が流れる。従って、スイッチ部７が開状態（オフ状態）の場合、分岐線５Ｃに放電電流は流れない。
【００２３】
なお、スイッチ部７の開閉には、特定動作の開始信号（以下、特定動作開始信号）が用いられる。特定動作開始信号は、瞬間的な大電流が必要となる負荷部を搭載する電気・電子機器に搭載されたスイッチ制御部より与えられる。なお、スイッチ制御部は、副電源供給装置１と同じ電気・電子機器に搭載されていることもあれば、別の電気・電子機器に搭載されていることもある。
【００２４】
特定動作開始信号は、負荷部によって異なる。ここでの負荷部には、例えばＤＣモーター、ＤＣ型のコンプレッサ、白熱電球等が想定される。この場合、モーターの回転を起動する信号（回転起動信号）又はその検出信号が特定動作開始信号として使用される。負荷部にＤＣモーター等を制御する制御部が搭載されている場合、実際にＤＣモーター等の駆動シーケンスを開始する前に、その制御部から特定動作開始信号を出力するようにしても良い。
【００２５】
（ｂ）交流（ＡＣ）電源入力型の構成
図２に、交流（ＡＣ）電源を入力する副電源供給装置に適した構成例を示す。なお、図２は図１との対応部分に同一符号を付して示す。この構成の副電源供給装置１１は、負荷部が交流電源で駆動される場合に用いられる。
【００２６】
この場合、副電源供給装置１１は、副電源３、電源供給接続部５（スイッチ部７）、ＡＣ−ＤＣ変換部１３及びＤＣ−ＡＣ変換部１５で構成する。
直流電源供給型の副電源供給装置１（図１）との違いは、分岐線５Ｂ上にＡＣ−ＤＣ変換部１３を配置し、分岐線５Ｃ上にＤＣ−ＡＣ変換部１５を配置する点である。
【００２７】
ＡＣ−ＤＣ変換部１３により交流電圧は直流電圧に変換され、副電源３に供給される。また、ＤＣ−ＡＣ変換部１５により直流電圧は交流電圧に変換され、本線５Ａに供給される。
【００２８】
この構成を採用する場合の負荷部には、ＡＣモーター、ＡＣ型のコンプレッサ、白熱電球等が想定される。
【００２９】
（Ａ−２）配置位置及び搭載例に関する分類
次に、副電源供給装置の配置例及び搭載例を説明する。
【００３０】
（ａ）電気・電子機器内に副電源供給装置を搭載する例
（１）搭載例１
図３に、電気・電子機器内の負荷が直流電源に接続される場合の搭載例を示す。図３には、図１との対応部分に同一符号を付して示す。
図３の場合、商用電源（交流電源）は配電盤２１より宅内配線を通じて電気・電子機器３１に供給される。
【００３１】
宅内配線を通じて供給される交流電源は、電気・電子機器３１の電源３３に与えられ、最適な直流電源レベルに変換される。この直流電源は、電源供給接続部５を通じて負荷部３５に供給される。電源供給接続部５と副電源３との接続形態は、図１に示す接続形態と同じである。
【００３２】
電源供給接続部５内の本線５Ａに対する副電源３の接続は、制御部３７から与えられる特定動作開始信号により制御される。すなわち、制御部３７はスイッチ制御部としての役割りを果たすこととなる。この場合、制御部３７は、システム全体を制御するコンピュータでも良いし、負荷部３５の動作を管理するマイクロプロセッサでも良い。
【００３３】
（２）搭載例２
図４に、電気・電子機器内の負荷が交流電源に接続される場合の搭載例を示す。図４には、図２との対応部分に同一符号を付して示す。
図４の場合、商用電源（交流電源）は配電盤２１より宅内配線を通じて電気・電子機器４１に供給される。
【００３４】
宅内配線を通じて供給される交流電源は、電気・電子機器４１の変圧器４３に与えられ、最適な交流電源レベルに変換される。この交流電源は、電源供給接続部５を通じて負荷部４５に供給される。電源供給接続部５と副電源３との接続形態は、図２に示す接続形態と同じである。すなわち、ＡＣ−ＤＣ変換部１３及びＤＣ−ＡＣ変換部１５を通じて接続される。
【００３５】
電源供給接続部５内の本線５Ａに対する副電源３の接続は、制御部４７から与えられる特定動作開始信号により制御される。すなわち、制御部４７はスイッチ制御部としての役割りを果たすこととなる。この場合、制御部４７は、システム全体を制御するコンピュータでも良いし、負荷部４５の動作を管理するマイクロプロセッサでも良い。
【００３６】
なお、図４に示す構成において、電気・電子機器４１が配電盤２１から供給される交流電源をそのまま用いて動作できる場合には、変圧器４３は不要となる。この場合、電気・電子機器４１の内部構成は、図４との対応部分に同一符号を付して示す図５のような構成となる。
【００３７】
（ｂ）配電盤内に副電源供給装置を搭載する例
図６に、配電盤６１内に副電源供給装置を搭載する例を示す。すなわち、配電盤６１に、副電源３と電源供給接続部５を搭載する。なお、図６には、図２との対応部分に同一符号を付して示している。
【００３８】
ここで、電源供給接続部５は、複数本ある宅内配線の分岐前位置又は宅内配線単位に配置される。図６は、１つの宅内配線に複数の電気・電子機器が接続されており、各電気・電子機器から特定動作開始信号が供給される場合を表している。
【００３９】
一方、電気・電子機器７１には、負荷部７３及び制御部７５が搭載される。この例の場合、負荷部７３は、交流電源により動作する負荷機器が用いられる。制御部７５は、電気・電子機器７１のシステム全体を制御するコンピュータ又は負荷部７３の動作を管理するマイクロプロセッサで構成される。
【００４０】
制御部７５は、負荷部７３の動作を制御する際に、瞬間的に大電流が流れる特定動作を開始する信号を何らかの通信路を通じて配電盤６１内の電源供給接続部５に供給する。すなわち、制御部７５はスイッチ制御部としての役割りを果たすこととなる。図６の場合、特定動作開始信号は、宅内配線を通じて送信される場合を示す。勿論、無線通信や専用線を使用して特定動作開始信号を通知しても良い。
【００４１】
（ｃ）宅内配線上に副電源供給装置を独立して配置する例
図７に、宅内配線上に副電源供給装置を独立した配置する例を示す。なお、図７には、図４及び図６との対応部分に同一符号を付して示す。
【００４２】
図７に示すように、副電源供給装置８１は、配電盤２１と電気・電子機器７１を接続する宅内配線上に配置されている。この配置例の場合、配電盤の構成を変更せずに済む。勿論、副電源供給装置８１は、接続された宅内配線単位で副電源の供給を制御できる  
【００４３】
なお、配電盤２１で分岐された宅内配線長は一般に長くなることが予想される。従って、この配置例の場合、副電源供給装置８１を電気・電子機器７１の近傍位置に近づけることにより、電圧低下の影響をより小さくすることができる。図８に、この場合に対応する配置例を示す。
【００４４】
なお、電気・電子機器７１の近傍位置とは、瞬時的な大電流による影響が及ぶ範囲をいう。副電源供給装置８１と電気・電子機器７１との電力線長（宅内配線長）が短いほど、副電源の供給による効果が発揮され易くなる。
【００４５】
例えば図８の場合、副電源供給装置８１と電気・電子機器７１は直結されたイメージである。なお、副電源供給装置８１を電源タップ内に配置することもできる。
【００４６】
（ｄ）宅内配線上の末端に副電源供給装置を独立して配置する例
図９に、宅内配線に末端に副電源供給装置を独立的に配置する例を示す。なお、図９には、図８との対応部分に同一符号を付して示す。
【００４７】
この場合、電気・電子機器７１は、配電盤２１と副電源供給装置８１の間に配置される。この配置例の場合も、配電盤の構成を変更せずに済む。勿論、副電源供給装置８１は、接続された宅内配線単位で副電源の供給を制御できる。
なお、電気・電子機器７１と副電源供給装置８１との電力線長（宅内配線長）が短いほど、副電源の供給による効果が発揮され易くなる。
【００４８】
（Ａ−３）特定動作開始信号の通知方法
前述したように、副電源供給装置は、電気・電子機器の内部に配置される場合もあれば、外部に配置される場合もある。副電源供給装置が電気・電子機器の内部に配置される場合、特定動作開始信号は、装置内のバスや通信線を通じて電源供給接続部５に通知することになる。
【００４９】
一方、副電源供給装置が電気・電子機器の外部に配置される場合、特定動作開始信号の通知には、幾つかの通信方法が考えられる。以下では、副電源供給装置が配電盤内に配置される場合について、特定動作開始信号の通知に使用できる方法を例示する。なお、後述する通信方法は、副電源供給装置を配電盤内に配置しない場合にも適用できる。
【００５０】
（ａ）電力線通信を用いる場合
図１０に、特定動作開始信号の通知に電力線通信方式を用いる場合の回路構成例を示す。なお、図１０には図６との対応部分に同一符号を付して示す。
【００５１】
この場合、配電盤９１には電力線通信機能に対応した情報受信部９３を図６の構成に追加して搭載し、電気・電子機器１０１には電力線通信機能に対応した情報送信部１０３を図６の構成に追加して搭載する。
【００５２】
（ｂ）無線ＬＡＮ通信を用いる場合
図１１に、特定動作開始信号の通知に無線ＬＡＮ通信方式を用いる場合の回路構成例を示す。なお、図１１には図６との対応部分に同一符号を付して示す。
【００５３】
この場合、配電盤１１１には無線ＬＡＮ通信機能に対応した情報受信部１１３及びアンテナ１１５を図６の構成に追加して搭載し、電気・電子機器１２１には無線ＬＡＮ通信機能に対応した情報送信部１２３及びアンテナ１２５を図６の構成に追加して搭載する。
【００５４】
（ｃ）有線ＬＡＮ通信を用いる場合
図１２に、特定動作開始信号の通知に有線ＬＡＮ通信方式を用いる場合の回路構成例を示す。なお、図１２には図６との対応部分に同一符号を付して示す。
【００５５】
この場合、配電盤１３１には有線ＬＡＮ通信機能に対応した情報受信部１３３を図６の構成に追加して搭載し、電気・電子機器１４１には有線ＬＡＮ通信機能に対応した情報送信部１４３を図６の構成に追加して搭載する。
【００５６】
（ｄ）赤外線通信を用いる場合
図１３に、特定動作開始信号の通知に赤外線通信方式を用いる場合の回路構成例を示す。なお、図１３には図６との対応部分に同一符号を付して示す。
【００５７】
この場合、配電盤１５１には赤外線通信機能に対応した情報受信部１５３及び受光部１５５を図６の構成に追加して搭載し、電気・電子機器１６１には赤外線通信機能に対応した情報送信部１６３及び発光部１６５を図６の構成に追加して搭載する。
【００５８】
（ｅ）信号線を用いる場合
図１４に、特定動作開始信号の通知に信号線通信方式を用いる場合の回路構成例を示す。なお、図１４には図６との対応部分に同一符号を付して示す。
【００５９】
この場合、配電盤１７１には信号線通信機能に対応した情報受信部１７３を図６の構成に追加して搭載し、電気・電子機器１８１には信号線通信機能に対応した情報送信部１８３を図６の構成に追加して搭載する。
【００６０】
（Ｂ）具体例
以下では、副電源供給装置を電気・電子機器内に搭載する場合について具体例を説明する。
【００６１】
（Ｂ−１）印刷装置
図１５に、副電源供給装置を搭載する印刷装置２００の機能構成例を示す。
印刷装置２００は、主電源２１１、モーター用副電源２１３、モーター用昇圧ＤＣ−ＤＣ変換部２１５、モーター用電源供給接続部２１７、モーター２１９、画像形成用副電源２２１、画像形成用昇圧ＤＣ−ＤＣ変換部２２３、画像形成用電源供給接続部２２５、画像形成部２２７、モーター駆動部２２９、Ａ／Ｄ変換部２３１、システム制御部２３３、センサー２３５、コンピュータＩ／Ｆ部２３７、メモリカードＩ／Ｆ部２３９、画像処理部２４１、画像形成制御部２４３で構成する。
【００６２】
（ａ）主電源
主電源２１１は、商用電源のコンセントに電源ケーブル経由で接続され、交流電圧を直流電圧に変換する機能を搭載する。この主電源２１１を通じて印刷装置内の各部に電力を供給する。
【００６３】
例えばモーター電源より、モーター駆動部２２９及び電源供給接続部２１７を通じてモーター２１９に電力を供給する。また例えばヘッド電源より電源供給接続部２２５を通じて画像形成部２２７に電力を供給する。また例えばロジック電源より装置内の各ロジック回路に電力を供給する。
【００６４】
（ｂ）モーター用副電源
モーター用の副電源２１３は、モーター２１９で瞬時大電流が流れる場合の電力不足を補う予備電源である。副電源２１３は、ファラッド単位の大容量を有する電気二重層コンデンサや二次電池で構成する。すなわち、充電式の電源である。
【００６５】
図１６に、副電源２１３を電気二重層コンデンサで実現する場合の回路構成を示す。電気二重層コンデンサは、二次電池と異なり化学反応を伴わない。このため、迅速な充放電が可能である。この特性により、昨今では、この種の大容量コンデンサが短時間のバックアップ用途にも使用されている。
【００６６】
副電源２１３は、モーター電源から分岐された電源供給線に接続されている。すなわち、副電源２１３は、主電源より供給される電力を大容量コンデンサに充電する構成を採る。
【００６７】
なお、主電源側から分岐した電源供給線には、電流制限用の抵抗Ｒ１と逆流防止用のダイオードＤ１が直列に接続される。抵抗Ｒ１は、過剰な電流が流入するのを防止する抵抗である。また、ダイオードＤ１は、大容量コンデンサの電流が主電源方向に逆流しないように配置される。
【００６８】
この例の場合、大容量コンデンサは、４個のコンデンサＣと４個の充放電バランス回路Ｂで構成される。ここで、４個のコンデンサＣは２個づつ直列に接続され、２組の直列回路に分配される。なお、１つのコンデンサＣに対しては、１つの充放電バランス回路Ｂが並列に接続される。充放電バランス回路Ｂは、充放電時に過度の電圧がコンデンサＣに加わらないように作用する。コンデンサＣと充放電バランス回路Ｂの使用個数及びそれらの接続方法は、使用電圧や必要な総静電容量などの実際の使用条件に合わせて変更する。
【００６９】
この他、副電源２１３は、ディスチャージ回路Ｒ２を有する。ディスチャージ回路Ｒ２はシステム制御部２３３に接続され、エラー検出時に副電源２１３の電荷を放電するのに用いられる。
【００７０】
（ｃ）モーター用昇圧ＤＣ−ＤＣ変換部
モーター用の昇圧ＤＣ−ＤＣ変換部２１５は、副電源２１３の電源供給線に接続されており、放電により電圧低下した大容量コンデンサの電圧を昇圧して適切な定電圧出力を得るためのＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。
【００７１】
昇圧後の電圧は、主電源と同じく電源供給接続部２１７に供給される。なお、副電源２１３が二次電池の場合、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータは不要である。以下では、副電源２１３が大容量コンデンサであるものとして説明する。
【００７２】
（ｄ）モーター用電源供給接続部
モーター用の電源供給接続部２１７は、図１の電源供給接続部５に対応する回路部である。
【００７３】
従って、電源供給接続部２１７は、システム制御部２３３からモーター２１９の動作開始信号（特定動作開始信号）が与えられたとき、内蔵されたスイッチ部７を閉制御し、昇圧後の副電源を本線に接続する動作を実行する。
【００７４】
（ｅ）画像形成用副電源
画像形成用の副電源２２１は、画像形成部２２７で瞬時大電流が流れる場合の電力不足を補う予備電源である。
【００７５】
副電源２２１は、ファラッド単位の大容量を有する電気二重層コンデンサや二次電池で構成する。すなわち、充電式の電源である。この例の場合、副電源２２１の電力供給容量は、ＤＣ負荷換算で１０．４５Ａ以上の電流を供給できるものを使用する。
【００７６】
図１７に、副電源２２１を電気二重層コンデンサで実現する場合の回路構成を示す。
副電源２２１は、主電源から分岐された電源供給線に接続されている。すなわち、副電源２２１は、主電源より供給される電力を大容量コンデンサに充電する構成を採る。
【００７７】
なお、主電源側から分岐した電源供給線には、電流制限用の抵抗Ｒ１１と逆流防止用のダイオードＤ１１が直列に接続される。抵抗Ｒ１１は、過剰な電流が流入するのを防止する抵抗である。また、ダイオードＤ１１は、大容量コンデンサの電流が主電源方向に逆流しないように配置される。
【００７８】
この例の場合、大容量コンデンサは、１２個のコンデンサＣと１２個の充放電バランス回路Ｂで構成される。ここで、１２個のコンデンサＣは４個づつ直列に接続され、３組の直列回路に分配される。
【００７９】
なお、１つのコンデンサＣに対しては、１つの充放電バランス回路Ｂが並列に接続される。充放電バランス回路Ｂは、充放電時に過度の電圧がコンデンサＣに加わらないように作用する。コンデンサＣと充放電バランス回路Ｂの使用個数及びそれらの接続方法は、使用電圧や必要な総静電容量などの実際の使用条件に合わせて変更する。
【００８０】
この副電源２２１もディスチャージ回路Ｒ１２を有している。ディスチャージ回路Ｒ１２はシステム制御部２３３に接続され、主電源のオフ時や印刷中止要因となるエラー状態の検出時に副電源２２１の電荷を放電するのに用いられる。
【００８１】
（ｆ）画像形成用昇圧ＤＣ−ＤＣ変換部
画像形成用の昇圧ＤＣ−ＤＣ変換部２２３は、副電源２２１の電源供給線に接続されており、放電により電圧低下した大容量コンデンサの電圧を昇圧して適切な定電圧出力を得るためのＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。
【００８２】
昇圧後の電圧は、主電源と同じく電源供給接続部２２５に供給される。なお、副電源２２１が二次電池の場合、昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータは不要である。以下では、副電源２２１が大容量コンデンサであるものとして説明する。
【００８３】
（ｇ）画像形成用電源供給接続部
画像形成用の電源供給接続部２２５も、図１の電源供給接続部５に対応する回路部である。
【００８４】
従って、電源供給接続部２２５は、システム制御部２３３から画像形成部２２７の動作開始信号（特定動作開始信号）が与えられたとき、内蔵されたスイッチ部７を閉制御し、昇圧後の副電源を本線に接続する動作を実行する。
【００８５】
（ｈ）画像形成部
画像形成部２２７は、記録媒体（例えば用紙）上に印刷像を形成するデバイスである。
図１８に、レーザー方式で印刷像を形成する場合における画像形成部２２７の機能構成例を示す。
【００８６】
画像形成部２２７は、帯電部（コロナ放電部）３０１、露光部（感光ドラム、レーザー駆動部）３０３、現像部（トナー付着部）３０５、転写部（記録媒体搬送部）３０７、剥離部（交流コロナ発生部）３０９、定着部（ヒートローラ）３１１、クリーニング部３１３、除電部３１５で構成される。
【００８７】
副電源は、例えば定着部（ヒートローラ）の起動時に必要とされる瞬間的な大電流の補充に使用される。
【００８８】
（ｉ）モーター駆動部
モーター駆動部２２９は、印刷装置内に搭載されたモーター２１９の駆動動作を制御するデバイスである。なお、モーター２１９の駆動内容や駆動タイミング等は、システム制御部２３３を通じて制御される。
【００８９】
（ｊ）Ａ／Ｄ変換部
Ａ／Ｄ変換部２３１は、大容量コンデンサの出力電圧をシステム制御部２３３で監視できるようにアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換する回路である。
【００９０】
（ｋ）システム制御部
システム制御部２３３は、システム全体の動作を制御する処理ユニットである。システム制御部２３３は、印刷装置２００が搭載する負荷部の処理動作を指定する制御信号を出力する。
【００９１】
システム制御部２３３は、負荷部に出力する制御信号のうち瞬時的に大電流が必要になる動作の開始を指示する信号を特定動作開始信号として電源供給接続部２１７及び２２５に供給する。
【００９２】
従って、システム制御部２３３は、特許請求の範囲における「スイッチ制御部」として機能する。
なお、システム制御部２３３はコンピュータで構成される。すなわち、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを主要な構成要素とする。
【００９３】
ＲＯＭには、特定動作開始信号の出力プログラムを含む処理プログラムが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭから読み出した処理プログラムを実行し、システム全体の動作を制御する。ＲＡＭは、演算処理の作業領域である。
【００９４】
また、システム制御部２３３は、ホストコンピュータ及びメモリカードから入力される画像データ、処理コマンド、ステータス情報等に基づいて印刷処理動作を制御する機能も実行する。
【００９５】
（ｌ）インターフェース部
コンピュータインターフェース部２３７は、ホストコンピュータと印刷装置２００を接続するインターフェースである。コンピュータインターフェース部２３７には、有線通信用のインターフェースや無線通信用のインターフェースを使用する。例えばＵＳＢ、イーサーネット（登録商標）、セントロニクス、ＩｒＤＡ、ブルートゥース、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇに準拠したインターフェースを使用する。
【００９６】
メモリカードインターフェース部２３９は、メモリカードと印刷装置２００を接続するインターフェースである。メモリカードインターフェース部２３９には、各種のカード型記憶媒体に応じたインターフェースが使用される。
これらインターフェースとシステム制御部２３３の接続は、制御バス経由で実行される。
【００９７】
（ｍ）センサー
センサー２３５は、印刷装置内に配置された各種の機構部検出センサー、温度センサー、印刷エラーセンサー、トナー（インク）残量センサーである。これらの検出値は、システム制御部２３３に供給される。
【００９８】
（ｎ）画像処理部
画像処理部２４１は、システム制御部２３３を通じて供給される画像データに各種の信号処理及び出力特性変換を加える処理デバイスである。
【００９９】
図１９に、画像処理部２４１の構成例を示す。画像処理部２４１は、色分解処理部４０１、黒摘出下色除去部４０３、色及び階調修正部４０５、シャープネス修正部４０７７、多値化ディザ処理部４０９で構成される。
【０１００】
色分解処理部４０１は、読み込まれた画像データのＲＧＢ信号をトナー（インク）色に対応したＣＭＹ信号に変換する処理デバイスである。
黒摘出下色除去部４０３は、ＣＭＹ信号から黒（Ｋ）成分を抽出してＣＭＹＫ信号を生成する処理デバイスである。
【０１０１】
色及び階調修正部４０５は、必要に応じてＣＭＹＫ信号に色調整と階調修正処理を実行する処理デバイスである。
シャープネス修正部４０７は、色調整等を経たＣＭＹＫ信号に対して画像の鮮鋭化処理やノイズ除去処理を実行する処理デバイスである。
【０１０２】
多値化ディザ処理部４０９は、鮮鋭化処理等を経たＣＭＹＫ信号に対して多値階調誤差拡散法等の多階調ディザ処理を実行し、印刷データ（ドットパターンデータ）を生成する処理デバイスである。
【０１０３】
（ｏ）画像形成制御部
画像形成制御部２４３は、印刷データを画像形成信号に変換し、画像形成部２２７の画像形成動作を制御する処理デバイスである。この画像形成制御部２４３の制御により、帯電部、露光部、現像部、転写部、剥離部、定着部、クリーニング部、除電部が連動して動作する。
【０１０４】
（ｐ）その他
なお、前述した場合の他に、副電源供給装置（電源供給接続部、副電源）は、主電源２１１（スイッチング電源）や不図示のハードディスク装置に対する電力線上に配置する。
【０１０５】
（Ｂ−２）複写機
図２０に、副電源供給装置を搭載する複写機５００の機能構成例を示す。
複写機５００は、主電源５０１、副電源５０３、電源供給接続部５０５、システム制御部５０７、ハードディスク装置５０９、スキャナ５１１、画像処理部５１３、画像形成部５１５で構成する。
【０１０６】
主電源５０１はスイッチング電源である。副電源５０３は大容量コンデンサである。電源供給接続部５０５は、複写機５００を構成する各部で瞬時大電流が要求される特定動作の開始信号を受信して副電源より電力を供給するスイッチ回路である。
【０１０７】
例えば主電源５０１を構成するスイッチング電源では、スイッチをオンする際に１次側コンデンサのチャージ用に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部５０５は、スイッチング電源のスイッチをオンする信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１０８】
また例えばハードディスク装置５０９を構成するモーターでは、回転起動時に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部５０５は、回転起動信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１０９】
また例えば画像形成部５１５を構成する定着ヒートローラでは、ヒート開始時に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部５０５は、ヒート開始信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１１０】
また例えば、不図示の搬送モーターの回転起動時に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部５０５は、回転起動信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１１１】
システム制御部５０７は、複写機５００の動作全体を制御するコンピュータである。このシステム制御部５０７が、主電源５０１のスイッチオン、ハードディスク装置５０９の回転起動、定着ヒートローラのヒート開始を指示する信号を特定動作開始信号として電源供給接続部５０５に与える。
【０１１２】
ハードディスク装置５０９は、スキャナ５１１で取り込んだ画像イメージの保存に使用される。スキャナ５１１は、光学レンズ、光源、受光部で構成される。取り込み画像はカラーでも白黒でも良い。
【０１１３】
画像処理部５１３は、被記録媒体上への画像イメージの定着用に必要な画像処理を実行するエンジンである。画像形成部５１５は、取り込まれた画像を被記録媒体上に定着させる処理デバイスである。例えば図１８に示す機能ブロック構成と同じ構成を有する。
【０１１４】
（Ｂ−３）空調機
図２１に、副電源供給装置を搭載する空調機６００の機能構成例を示す。なお、図２１は、室内機だけでなく室外機も含めて機能的に表している。
【０１１５】
空調機６００は、主電源６０１、副電源６０３、電源供給接続部６０５、システム制御部６０７、ファンモーター６０９、コンプレッサ６１１で構成する。
【０１１６】
主電源６０１には直流電源回路を使用する。副電源６０３には大容量コンデンサを使用する。電源供給接続部６０５は、空調機６００を構成する各部で瞬時大電流が要求される特定動作の開始信号を受信して副電源より電力を供給するスイッチ回路である。
【０１１７】
例えばファンモーター６０９やコンプレッサ６１１の回転起動時に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部６０５は、回転起動信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１１８】
システム制御部６０７は、空調機６００の動作全体を制御するコンピュータである。このシステム制御部６０７が、ファンモーター６０９やコンプレッサ６１１の回転起動を指示する信号を特定動作開始信号として電源供給接続部６０５に与える。
【０１１９】
ファンモーター６０９やコンプレッサ６１１を構成するモーターは、交流モーターでも直流モーターでも良い。いずれの場合もで、回転起動時に瞬間的に大電流が流れる特性がある。
【０１２０】
（Ｂ−４）冷蔵庫
図２２に、副電源供給装置を搭載する冷蔵庫７００の機能構成例を示す。
冷蔵庫７００は、主電源７０１、副電源７０３、電源供給接続部７０５、システム制御部７０７、冷蔵室ファンモーター７０９、冷凍室ファンモーター７１１、送風ファンモーター７１３、コンプレッサ７１５で構成する。
【０１２１】
主電源７０１には直流電源回路を使用する。副電源７０３には大容量コンデンサを使用する。電源供給接続部７０５は、冷蔵庫７００を構成する各部で瞬時大電流が要求される特定動作の開始信号を受信して副電源より電力を供給するスイッチ回路である。
【０１２２】
例えば冷蔵室ファンモーター７０９、冷凍室ファンモーター７１１、送風ファンモーター７１３、コンプレッサ７１５の回転起動時に瞬時大電流が要求される。電源供給接続部７０５は、これら回転起動信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１２３】
なお、システム制御部７０７は、冷蔵庫７００の動作全体を制御するコンピュータで構成される。このシステム制御部７０７が、各ファンモーター７０９、７１１、７１３やコンプレッサ７１５の回転起動を指示する信号を特定動作開始信号として電源供給接続部７０５に与える。
【０１２４】
冷蔵室ファンモーター７０９、冷凍室ファンモーター７１１、送風ファンモーター７１３、コンプレッサ７１５を構成するモーターは、交流モーターでも直流モーターでも良い。いずれの場合もで、回転起動時に瞬間的に大電流が流れる特性がある。
【０１２５】
（Ｂ−５）掃除機
図２３に、副電源供給装置を搭載する掃除機８００の機能構成例を示す。
掃除機８００は、主電源８０１、副電源８０３、電源供給接続部８０５、システム制御部８０７、吸引モーター８０９で構成する。
【０１２６】
副電源８０３には大容量コンデンサを使用する。電源供給接続部８０５は、掃除機８００を構成する各部で瞬時大電流が要求される特定動作の開始信号を受信して副電源より電力を供給するスイッチ回路である。
【０１２７】
例えば吸引モーター８０９の回転起動時に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部８０５は、回転起動信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１２８】
システム制御部８０７は、掃除機８００の動作全体を制御するコンピュータである。このシステム制御部８０７が、吸引モーター８０９の回転起動を指示する信号を特定動作開始信号として電源供給接続部８０５に与える。
吸引モーター８０９を構成するモーターは、交流モーターを使用する。吸引モーター８０９の回転起動時に瞬間的に大電流が流れる。
【０１２９】
（Ｂ−６）洗濯機
図２４に、副電源供給装置を搭載する洗濯機９００の機能構成例を示す。
洗濯機９００は、主電源９０１、副電源９０３、電源供給接続部９０５、システム制御部９０７、洗濯槽モーター９０９で構成する。
【０１３０】
主電源９０１には直流電源回路を使用する。副電源９０３には大容量コンデンサを使用する。電源供給接続部９０５は、掃除機９００を構成する各部で瞬時大電流が要求される特定動作の開始信号を受信して副電源より電力を供給するスイッチ回路である。
【０１３１】
例えば洗濯槽モーター９０９の回転起動時や回転方向の反転時に瞬時大電流が要求される。従って、電源供給接続部９０５は、回転起動信号の受信時に副電源による電力供給を開始する。
【０１３２】
システム制御部９０７は、洗濯機９００の動作全体を制御するコンピュータである。このシステム制御部９０７が、洗濯槽モーター９０９の回転起動や回転方向の反転を指示する信号を特定動作開始信号として電源供給接続部９０５に与える。
【０１３３】
洗濯槽モーター９０９を構成するモーターは、交流モーターでも直流モーターでも良い。ただし、ここでは直流電源回路である主電源９０１を用いるので直流モーターを使用する。洗濯槽モーター９０９の回転起動時に瞬間的に大電流が流れる。
【０１３４】
（Ｂ−７）その他の電気・電子機器
この他、電源供給接続部と副電源は、白熱電球、ドライヤー、電気調理器その他の電気・電子機器に搭載できる。
【０１３５】
例えば発熱方式の電球を負荷部とする場合、点灯開始信号を特定動作開始信号として使用する。また例えばドライヤーを構成するモーターを負荷部とする場合、モーターの回転起動信号を特定動作開始信号として使用する。
【０１３６】
（Ｃ）他の形態例
（ａ）印刷方式
前述した形態例では、画像形成部がレーザー印刷方式を採用する場合について説明した。しかし、印刷方式はＬＥＤ印刷方式、昇華型印刷方式、インクジェット印刷方式でも良い。
【０１３７】
（ｂ）特定動作開始信号
前述の説明では、システム制御部が負荷部に送信する特定動作の開始信号をそのまま使用して電源供給接続部のスイッチを閉制御する場合について説明した。
【０１３８】
しかし、負荷部に与える複数種類がある場合には、瞬時大電流を発生する動作の制御信号の出力をシステム制御部が検出し、その検出信号を特定動作開始信号として電源供給接続部に与えても良い。
【０１３９】
また、システム制御部と負荷部とを接続するバス又は信号線上に特定動作の開始を指示する信号を検出するデバイス（特定動作検出デバイス）を配置し、その検出信号を特定動作開始信号として電源供給接続部に与えても良い。この場合、特定動作検出デバイスが特許請求の範囲における「スイッチ制御部」として機能する。
【０１４０】
（ｃ）その他
前述の形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される各種の変形例及び応用例も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】副電源供給装置の構成例を示す図である。
【図２】副電源供給装置の構成例を示す図である。
【図３】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器の内部構成例を示す図である。
【図４】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器の内部構成例を示す図である。
【図５】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器の内部構成例を示す図である。
【図６】副電源供給装置を搭載する配電盤の内部構成例を示す図である。
【図７】独立形態で使用する副電源供給装置の内部構成例を示す図である。
【図８】独立形態で使用する副電源供給装置の内部構成例を示す図である。
【図９】独立形態で使用する副電源供給装置の内部構成例を示す図である。
【図１０】特定動作開始信号の通信方法を説明する図である。
【図１１】特定動作開始信号の通信方法を説明する図である。
【図１２】特定動作開始信号の通信方法を説明する図である。
【図１３】特定動作開始信号の通信方法を説明する図である。
【図１４】特定動作開始信号の通信方法を説明する図である。
【図１５】副電源供給装置を搭載する印刷装置の構成例を示す図である。
【図１６】モーター系の副電源供給経路を説明する図である。
【図１７】画像形成系の副電源供給経路を説明する図である。
【図１８】画像形成部の内部構成例を示す図である。
【図１９】画像処理部の内部構成例を示す図である。
【図２０】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器例を示す図である。
【図２１】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器例を示す図である。
【図２２】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器例を示す図である。
【図２３】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器例を示す図である。
【図２４】副電源供給装置を搭載する電気・電子機器例を示す図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１          副電源供給装置
３          副電源
５          電源供給接続部
７          スイッチ部
１１        副電源供給装置
２１３      副電源
２１７      電源供給接続部
２２１      副電源
２２５      電源供給接続部
２３３      システム制御部
【図１】
2008263669.tif 000003
【図２】
2008263669.tif 000004
【図３】
2008263669.tif 000005
【図４】
2008263669.tif 000006
【図５】
2008263669.tif 000007
【図６】
2008263669.tif 000008
【図７】
2008263669.tif 000009
【図８】
2008263669.tif 000010
【図９】
2008263669.tif 000011
【図１０】
2008263669.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008263669.tif 000014
【図１３】
2008263669.tif 000015
【図１４】
2008263669.tif 000016
【図１５】
2008263669.tif 000017
【図１６】
2008263669.tif 000018
【図１７】
2008263669.tif 000019
【図１８】
2008263669.tif 000020
【図１９】
2008263669.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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