JP2006129651A

JP2006129651A - 電源装置、システム機器、電子機器および電源制御方法

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Publication number: JP2006129651A
Application number: JP2004317063A
Authority: JP
Inventors: Shiyoutarou Yoshimura; 祥太朗吉村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】画像形成装置の待機時には高効率で、なおかつ必要最小限の電力出力を行って省電力を実現し、また画像形成動作時など、高出力時においても、高効率、高力率を実現すること。
【解決手段】制御系による待機モードへの移行指示に従ってリレー２０３を開くことで力率改善回路２０４への電源供給を停止して回路２０４の動作を停止させ、該停止に従って電源ユニット２０５の動作を停止させる。制御系による待機モードの解除指示に従ってリレー２０３を閉じることで回路２０４への電源供給を再開して回路２０４の動作を再開させ、該再開に従って電源ユニット２０５の動作を再開させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源装置、システム機器、電子機器および電源制御方法に関する。特に詳細には本発明は、複数の電源ユニットを備えた画像形成装置の電源装置、画像形成装置などのシステム機器、電子機器および電源制御方法に関する。

一般に、常時電源が入っているケースの多い、ファクシミリ装置、複写装置およびプリンタ等の画像形成装置においては、近年、省エネルギへの要望が強い。特に画像形成動作などを行っていない待機状態では、画像形成装置の消費電力を低減させることが強く要望されている。

これらの要望に応える為、近年の画像形成装置では、消費電力を低減させるために、待機状態において必要最低限のユニット、特に制御ユニットのような機能上必要なユニットへのみ電力を供給し、画像形成動作やその他の動作を行うのに必要なユニットへの電力供給を遮断することで、画像形成装置としてのシステム全体の消費電力を低減させる等の方法が取られている。

通常このような場合、画像形成装置が装置内外に有する画像形成動作などに必要なユニット、例えば画像形成を行うプロセス電圧電源ユニット、画像形成時に記録紙等を搬送する搬送系ユニット、作像ユニット、画像読み取りユニット、各種オプション類等、主に駆動系ユニットへの通電を、リレー等のスイッチング手段により遮断することで実現している。

また、別の例として、特許文献１などのように、複数の電源ユニットを有し、前述の駆動系ユニットへ電力供給を行う電源ユニットそのものの駆動を停止させる等の方法もある。
以上のように、待機状態においては、最低限必要な制御ユニット以外のユニットの動作を停止させることで、システムの消費電力を低減させることが出来る。

特許第３４６６３５１号公報

近年、画像形成装置は、高速化、多機能／高機能化により、ますますシステムの規模も大きくなってきている。それに応じて内蔵する電源ユニットにもますます大電流が要求され、装置への入力電流が増加する傾向にある。そこで、高速、高機能な画像形成装置においては、力率改善と高調波電流低減を目的として、スイッチング電源の前段に力率改善回路を備えている。力率改善回路は、通常のコンデンサインプット型平滑回路に見られるＡＣ電源波形のピークにのみ流れる極大電流を、ＡＣ電源波形と相似な正弦波状に整形し、皮相電流や高調波電流を低減する。

このように、力率改善回路を搭載した電源ユニットは、画像形成動作など、システムが大電流を消費する動作状態においては、非常に有効な手段である。しかしながら、待機状態などの低出力時には、力率改善回路の動作が安定しない、スイッチング動作によるノイズの発生、力率改善回路が動作することによる、電力変換効率の著しい低下など、問題点も多い。

上記の構成において、待機状態など低出力時に生じる数々の問題を改善する方法が数々考案されている。

例えば、装置の中の各ユニットのうち、待機時には不要となる各ユニットへの電力供給ライン上にリレーやトランジスタ、ＦＥＴ等のスイッチング手段を設け、待機中はこれらスイッチング手段により電力供給を遮断し、制御ユニットのような機能上必要なユニットへのみ電力を供給するといった方法がある。しかし、この場合、電源ユニットは通常のまま動作しており、上記の問題点を根本的に改善するものではない。

また、力率改善回路の発振動作を停止させた状態においても、後段に対して商用入力電圧に従った出力が行えることを利用して、装置の待機動作中は力率改善回路の動作を停止させ、力率改善回路をスルーさせて後段のスイッチング電源へ直接電力を供給する方法がある。この方法では、力率改善回路のスイッチングロスを削減することが可能である。しかしこの場合、たとえ力率改善回路の発振動作が停止していても、力率改善回路内部の抵抗器や、その他各種部品による電力ロスが発生してしまう。更に、後段のスイッチング電源は、画像形成動作中の大電流を供給し得るよう、大電力のものが必要となるため、一般的に待機時のような低出力時は効率が良くない。その結果、全体としての電力変換効率が上がらない。

また別の方法として、装置内に複数の電源ユニットを並列に搭載して、各々の電源ユニットが駆動ユニット、制御ユニットへの電力を供給する構成とし、待機時に不要となる駆動ユニットなどへの電力を供給する電源ユニットを停止させ、その他必要最低限のユニットへ電力を供給する電源ユニットのみを動作させるものがある。これは、力率改善回路とその後段に接続されるスイッチング電源の発振動作を停止させるものである。この方法は、低出力時の効率が悪く、比較的大出力を発生する力率改善回路と、後段のスイッチング電源が停止していることや、また、制御系の比較的小出力で高効率な電源のみを動作させることが出来るため、上記数々の問題解決に有効である。しかしながら、この場合も、力率改善回路や後段のスイッチング電源は動作停止状態のまま通電され続けており、力率改善回路やスイッチング電源内部の抵抗器やその他の部品による電力ロスが生じている。従って、この方法も、待機時の高効率を必要とする場合は得策ではない。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、画像形成装置の待機時には高効率で、なおかつ必要最小限の電力出力を行って省電力を実現し、また画像形成動作時など、高出力時においても、高効率、高力率を実現することのできる電源装置、画像形成装置などのシステム機器、電子機器および電源制御方法を提供することである。

本発明は、上記のように、小出力時であっても大電力時であっても、高効率に動作可能なプリンタ等の画像形成装置の電源装置、該電源装置を備える画像形成装置などのシステム機器、電子機器、および電源制御方法を提供し、ユーザビリティを向上させるものであり、上記目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有している。

本発明の一態様は、通常動作モードと待機モードを持つ第１の負荷を駆動するための第１の電源手段と、待機モードを持たない第２の負荷を駆動するための第２の電源手段を備えた電源装置において、第１の電源手段は、商用電源入力に接続された開閉手段と該開閉手段に接続された力率改善手段からなる直列回路の後段に、該直列回路を介して該商用電源入力に接続され、第２の電源手段は、直接商用電源入力に接続され、待機モードにおいて第１の電源手段から第１の負荷への電源供給を停止させるように直列回路を制御する電源制御手段を備えた。

本発明の他の態様は、通常動作モードと待機モードを持ち、該通常動作モードにおいてシステムを駆動する駆動系と、該システムを制御する制御系とを備えたシステム機器であって、上記の電源装置を備え、第１の電源手段から駆動系に供給する電源が該電源装置により制御される。

本発明の他の態様は、通常動作モードと待機モードを持ち、該通常動作モードにおいてシステムを駆動する駆動系と、該システムを制御する制御系と、該駆動系を駆動するための第１の電源手段および該制御系を駆動するための第２の電源手段を有する電源装置とを備え、該第１の電源手段が、商用電源入力に接続された開閉手段と該開閉手段に接続された力率改善手段からなる直列回路の後段に、該直列回路を介して該商用電源入力に接続されてなるシステム機器の電源制御方法であって、制御系による待機モードへの移行指示に従って開閉手段を開くことで力率改善手段への電源供給を停止して該手段の動作を停止させ、該停止に従って第１の電源手段の動作を停止させるように開閉手段を制御するステップと、制御系による待機モードの解除指示に従って開閉手段を閉じることで力率改善手段への電源供給を再開して該手段の動作を再開させ、該再開に従って第１の電源手段の動作を再開させるように開閉手段を制御するステップとを有する。

本発明の他の態様は、通常動作モードと待機モードを持ち、該通常動作モードにおいてシステムを駆動する駆動系と、該システムを制御する制御系と、該駆動系を駆動するための第１の電源手段および該制御系を駆動するための第２の電源手段を有する電源装置とを備え、該第１の電源手段が、商用電源入力に接続された開閉手段と該開閉手段に接続された力率改善手段からなる直列回路の後段に、該直列回路を介して該商用電源入力に接続されてなるシステム機器の電源制御方法であって、通常動作モードから待機モードへの移行において、所定のタイミングで第１の電源手段の動作を停止させるように第１の電源手段を制御するステップと、制御系による待機モードの解除指示の所定時間後に第１の電源手段の動作を再開させるように第１の電源手段を制御するステップとを有する。

本発明の他の態様は、第１及び第２の直流電源を用いる電子機器において、商用電源を整流する整流回路を有する力率改善回路と、前記商用電源の前記力率改善回路への供給／遮断を行う開閉手段と、前記力率改善回路の出力を受けて第１の直流電源を発生する第１の電源ユニットと、前記商用電源を整流する整流回路を有し、第２の直流電源を発生する第２の電源ユニットとを有し、前記開閉手段を開状態にすることにより、前記第１の直流電源を発生させないようにしたモードを有する。

本発明の電源装置によれば、大出力電源の必要なシステムにおいても、簡易な構成で、低消費電力時から大電力時まで高効率に出力が可能である。また、省電力時においては低効率となる力率改善手段を含めた直列回路への給電を遮断し、システムの省電力化に寄与することができ、第１の電源手段の駆動／停止時においても、起動不良やシャットダウン等の問題を避け、確実に動作することができる。

上記電源装置を備えた本発明のシステム機器は、第１の電源手段が制御系に電源を供給し、第２の電源手段が駆動系に電源を供給することを特徴とすることで、画像形成装置以外の、あらゆるシステムに適用が可能である。

（実施例１）
以下、添付図面に基づき、本発明第１の実施形態例について説明する。
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレ−ザービームプリンタの場合を示している。

レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）は、記録紙Ｓを収納する給紙カセット１０２を有し、給紙カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３、給紙カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（復数個のマイクロスイッチで構成される）、給紙カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５ａおよび搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５ａ、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流には、記録紙Ｓの先端と後端を検知し、画像書き込みタイミングをとるための給紙センサ１２４、レーザスキャナ部１０７からのレーザ光１１８に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０８が設けられている。さらに、プロセスカートリッジ１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられており、定着器１０９内の熱定着部下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを搬送する搬送ローラ対１１１や、記録紙Ｓを排紙するフェースアップ排紙ローラ対１４０、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。

排紙センサ１１０は、定着器１１０内部に設けられており、記録紙Ｓが熱定着部を通過したタイミングを検出する。記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１を通過した後、フェースアップ排紙ローラ対１４０を介して積載トレイ１１２へ排出される。この排紙部に設けられた満載検知センサ１４２は、積載トレイ１１２上の記録紙Ｓが満載であるかを検知すると共に、排紙部の記録紙Ｓの動きを検知するセンサである。

また、レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号／ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。

そして、プロセスカートリッジ１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータの表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄから構成されている。

また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２５を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２９を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０にも駆動力を与えている。

そして１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、プロセスカートリッジ１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、本体１０１内の記録紙Ｓの搬送制御を行っている。

そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインターフェース１３０（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）で接続されており、この汎用インターフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータを／ＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。

エンジンコントローラ１２６とビデオコントローラ１２７の間を結ぶ線１２８は、両コントローラ間のコマンド／ステータス信号線、クロック信号線、／ＶＤＯ信号線、同期信号線などで構成されている。

エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からプリント動作開始命令を受けると、プリント動作を開始する。メインモータ１２３の駆動、セラミックヒータ１０９ｃの立上げ、ポリゴンモータ１１４の駆動を開始する。メインモータ１２３の駆動によって、感光ドラム１１７および転写ローラ１２１、定着器１０９の定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂ、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０がそれぞれ回転を開始する。この後エンジンコントローラ１２６は、レーザユニット１１３の光量制御を開始するとともに、一次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１の高圧駆動を順次行う。エンジンコントローラ１２６は、ＣＰＵ（不図示）にてレーザ光検出センサより送られる／ＢＤ信号のパルス間隔からポリゴンモータ１１４の回転が定常状態になったことを検知すると、給紙ローラクラッチ１２５をオンして給紙ローラ１０５ａを駆動し、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓを一枚ずつ繰り出す。給紙ローラクラッチ１２５はカセットから記録紙Ｓを一枚繰り出すと、直ちにオフされる。繰り出された記録紙Ｓは、給紙ローラクラッチ１２５と共にオンされたレジストローラクラッチ１２９により回転している搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによってレジストローラ対１０６に向けて搬送される。そしてＣＰＵは、記録紙Ｓが給紙センサ１２４に到達したことを検知して同期信号をビデオコントローラ１２７に対して出力開始し、かつ給紙レジストローラクラッチ１２９をオフして搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を一時停止する。

その時ビデオコントローラ１２７は、画像情報のドットイメージへの展開を開始しており、／ＶＤＯ信号出力開始の準備を完了している。ビデオコントローラ１２７は、エンジンコントローラ１２６からの同期信号を受信して１ページ分の画像データとして／ＶＤＯ信号の出力を開始する。

一方、エンジンコントローラ１２６は、同期信号出力開始とともにレジストローラクラッチ１２９を再びオンし、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を再開する。搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動は、記録紙Ｓの後端がレジストローラ対１０６を通過するまでの間行う。また、この間エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からの／ＶＤＯ信号に応じてレーザユニット１１３を駆動する。レーザユニット１１３から発したレーザ光１１８は、レーザスキャナ部１０７のポリゴンミラー１１４の回転によって直線状の走査に変換され、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６によって感光ドラム１１７に照射される。

感光ドラム１１７は、図１中時計回り方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１１７はその回転過程で帯電手段としての１次帯電ローラ１１９により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム１１７の一様帯電面に対してレーザスキャナ部１０７から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザビームによる走査露光がなされ、上記感光ドラム１１７の表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。感光ドラム１１７上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置１２０で現像材（トナー）により現像されて可視化される。

一方、一枚ずつ繰り出された記録紙Ｓは、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６により感光ドラム１１７と転写手段としての転写ローラ１２１の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送され、その記録紙Ｓの表面に感光ドラム１１７面側のトナー画像が順次転写されていく。転写ニップ部を出た記録紙Ｓは、回転過程の感光ドラム１１７の面から順次分離されて、トナー画像を定着させるための定着器１０９に導入される。定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間を通過する記録紙Ｓに該定着フィルム１０９ａを介してセラミックヒータ１０９ｃの熱を印加すると共に加圧ローラ１０９ｂにより圧力を加えて、記録紙Ｓ上のトナー画像を熱定着処理する。定着装置１０９を出た記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０により積載トレイ１１２にプリントアウトされる。

また、記録紙Ｓが分離した後の感光ドラム１１７は、クリーニング手段としてのクリーナ１２２により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して帯電処理から始まる電子写真画像形成に供される。

次に本実施例の電源構成を示すブロック図について、図２を用いて説明する。２０１は本体１０１のメイン電源スイッチであり、接続される商用電源の通電／遮断を行っている。このメイン電源スイッチ２０１からラインフィルタ２０２を介して、制御系電源ユニット２０６、それから駆動系電源へのスイッチング手段であるリレー２０３が接続される。

スイッチングレギュレータである制御系電源ユニット２０６は、メイン電源スイッチ２０１をオンすることで直ちに起動すると共に、本体１０１の動作中は常にエンジンコントローラ１２６およびビデオコントローラ１２７、さらに、電源制御回路２０７に電源を供給している。また、図２で示す通り、制御系電源ユニット２０６はブリッジダイオードを含んでいる。

リレー２０３は、電源制御回路２０７によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、後段の力率改善回路２０４への電源の供給／遮断を行っている。力率改善回路２０４は、ブリッジダイオードを含み、かつ後段には、スイッチングレギュレータである駆動系電源ユニット２０５が接続されており、図１に示した、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置などへの電源を供給している。また、駆動系電源ユニット２０５は、力率改善回路２０４の出力電圧が所定の電圧に達したところで起動するようになっている。リレー２０３は、図２に示す通り、ＡＣ電源のＯＮ／ＯＦＦを行う為、ＤＣ電源のＯＮ／ＯＦＦと違ってリレー接点の腐食を抑えることが出来る。

なお、本実施例では、力率改善回路２０４への電源の供給／遮断をリレー２０３によって行っているが、ＦＥＴ等を用いて電子的にスイッチング制御を行ってもよい。また、上記では、駆動系電源ユニット２０５と制御系電源ユニット２０６の２種類の電源ユニットを用いた例を示しているが、更に大規模なシステムや、複雑な装置の場合は上記のような電源ユニットを３種類以上有している場合もある。その場合は上記と同様に、細かく制御を分け、適宜必要な電源ユニットへの電源供給／遮断、および駆動／停止を行うことが出来る。

また、制御系電源ユニット、駆動系電源ユニットとして、スイッチング電源とＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータなどの組み合わせで構成する場合もあり、その形態は多種多様なものが考えられる。

次に動作について、図３のフローチャート、および図４のタイミングチャートを用いて説明する。まず、ユーザによって本体１０１のメイン電源スイッチ２０１がＯＮされる（Ｓ１０１）と、制御系電源ユニット２０６が立ち上がり（Ｓ１０２）、電源制御回路２０７およびエンジンコントローラ１２６、ビデオコントローラ１２７に各々電源を供給し始める。電源制御回路２０７は、エンジンコントローラ１２６の指示を受け、まずリレー２０３へＯＮ信号を送り、力率改善回路２０４へ電力を供給して立ち上げる（Ｓ１０３）。その後、力率改善回路２０４の出力電圧が上昇して行く。そして所定の電圧に達したところで、駆動系電源ユニット２０５が自動的に起動し、図１に示した、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置などへ電源を供給し、プリント動作可能な状態となる（Ｓ１０４）。

本体１０１のモードには、プリント動作中やプリント動作にすぐ移行出来る通常動作モードと、プリント動作を行っていない間で、図１に示した、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置など、待機中に不要なユニットへの電源供給を停止させて、本体１０１の消費電力を極力減少させる待機モードがある。ビデオコントローラ１２７およびエンジンコントローラ１２６は、ユーザやホスト（不図示）による指示を監視し、待機モードへの移行指示があった場合や、所定の時間プリンタ本体１０１に何らのアクセスも発生しなかった場合などに待機モードへ移行すべく、電源制御回路２０７へ待機モード移行の指示を出す（Ｓ１０５）。

まず、電源制御回路２０７は、エンジンコントローラ１２６の指示により、リレー２０３へＯＦＦ信号を送る（Ｓ１０６）。電源入力を遮断された力率改善回路２０４は、徐々に出力電圧が低下していく。力率改善回路２０４の出力電圧が所定の電圧以下になったところで、駆動系電源ユニット２０５のスイッチングトランジスタが発振を停止し、前述の駆動系ユニットへの電源供給を停止する。

このように駆動系電源ユニット２０５が停止することで、接続されていた、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置など、待機中に不要なユニットへの電源供給を停止し、これらの待機中に消費する電力をゼロにすることが可能である。

次に、ビデオコントローラ１２７やエンジンコントローラ１２６が再びプリント指示（つまり、待機モード解除指示）を受けた場合は、直ちに駆動系電源を立ち上げるシーケンスに入る（Ｓ１０７）。エンジンコントローラ１２６が、電源制御回路２０７へ復帰の指示を行うと、リレー２０３へＯＮ信号を送る（Ｓ１０３）。そして上記のメイン電源スイッチ２０１のＯＮで行った手順に従って（Ｓ１０３〜Ｓ１０４）、駆動系電源ユニット２０５を立ち上げ、本体１０１をプリント動作可能な状態にする（Ｓ１０４）。以下、上記のサイクルを繰り返す。

上記の例では、メイン電源スイッチ２０１をラインフィルタ２０２の前段に配置しているが、当然ながらこのメイン電源スイッチを制御系電源ユニット２０６の前段に配置し、制御系電源ユニット２０６への電源供給／遮断のみを行うようにすることも可能である。この場合は、リレー２０３が力率改善回路のメイン電源スイッチとしての役割も兼ねる。

以上、上記で述べた通り、本実施例によれば、プリンタ等画像形成装置の待機モード中は駆動系電源を完全に停止、分離することにより、消費電力をゼロにすることが可能である。この時、小規模な必要最低限の電力を供給する制御系電源ユニットが高効率に動作しており、画像形成装置の待機電力を最小限に抑えることが出来る。

（実施例２）
次に図を用いて、本発明第２の実施形態例について説明する。主な構成および動作は、本発明第１の実施例にて説明した通りであるので、これらの説明は省略する。

次に本実施例の電源構成を示すブロック図について、図５を用いて説明する。５０１は本体１０１のメイン電源スイッチであり、接続される商用電源の通電／遮断を行っている。このメイン電源スイッチ５０１からラインフィルタ５０２を介して、制御系電源ユニット５０６、それから駆動系電源へのスイッチング手段であるリレー５０３が接続される。

スイッチングレギュレータである制御系電源ユニット０６は、メイン電源スイッチ５０１をオンすることで直ちに起動すると共に、本体１０１の動作中は常にエンジンコントローラ１２６およびビデオコントローラ１２７、さらに、電源制御回路５０７に電源を供給している。また、図５で示す通り、制御系電源ユニット５０６はブリッジダイオードを含んでいる。

リレー５０３は、電源制御回路５０７によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、後段の力率改善回路５０４への電源の供給／遮断を行っている。力率改善回路５０４は、ブリッジダイオードを含み、かつ後段には駆動系電源ユニット５０５が接続されており、図１に示した、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置などへの電源を供給している。また、更にスイッチングレギュレータである駆動系電源ユニット５０５は、電源制御回路５０７により動作の駆動／停止制御をされている。リレー５０３は、図５に示す通り、ＡＣ電源のＯＮ／ＯＦＦを行う為、ＤＣ電源のＯＮ／ＯＦＦと違ってリレー接点の腐食を抑えることが出来る。

なお、本実施例では、力率改善回路５０４への電源の供給／遮断をリレー５０３によって行っているが、ＦＥＴ等を用いて電子的にスイッチング制御を行う場合もある。また、上記では、駆動系電源ユニット５０５と制御系電源ユニット５０６の２種類の電源ユニットを用いた例を示しているが、更に大規模なシステムや、複雑な装置の場合は上記のような電源ユニットを３種類以上有している場合もある。その場合は上記と同様に、細かく制御を分け、適宜必要な電源ユニットへの電源供給／遮断、および駆動／停止を行うことが出来る。

次に動作について、図６のフローチャート、および図７のタイミングチャートを用いて説明する。まず、ユーザによって本体１０１のメイン電源スイッチ５０１がＯＮされる（Ｓ２０１）と、制御系電源ユニット５０６が立ち上がり（Ｓ２０２）、電源制御回路５０７およびエンジンコントローラ１２６、ビデオコントローラ１２７に各々電源を供給し始める。電源制御回路５０７は、エンジンコントローラ１２６の指示を受け、まずリレー５０３へＯＮ信号を送り、力率改善回路５０４へ電力を供給して立ち上げる（Ｓ２０３）。その後所定時間待って（Ｓ２０４）、力率改善回路５０４の出力が所定の電圧に達したところで、電源制御回路５０７は再びエンジンコントローラ１２６の指示により、駆動系電源ユニット５０５へ駆動信号を送る（Ｓ２０５）。駆動系電源ユニット５０５は、駆動信号を受けて起動し、図１に示した、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置などへ電源を供給し、プリント動作可能な状態となる（Ｓ２０６）。

本体１０１のモードには、プリント動作中やプリント動作にすぐ移行出来る通常動作モードと、プリント動作を行っていない間で、図１に示した、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置など、待機中に不要なユニットへの電源供給を停止させて、本体１０１の消費電力を極力減少させる待機モードがある。ビデオコントローラ１２７およびエンジンコントローラ１２６は、ユーザやホスト（不図示）による指示を監視し、待機モードへの移行指示があった場合や、所定の時間プリンタ本体１０１に何らのアクセスも発生しなかった場合などに待機モードへ移行すべく、電源制御回路５０７へ待機モード移行の指示を出す（Ｓ２０７）。

まず、電源制御回路５０７は、エンジンコントローラ１２６の指示により、リレー５０３へＯＦＦ信号を送る（Ｓ２０８）。電源入力を遮断された力率改善回路５０４は、徐々に出力電圧が低下していく。電源制御回路５０７は、所定の時間待って（Ｓ２０９）、力率改善回路５０４の出力電圧が所定の電圧以下になったところで駆動系電源ユニット５０５へＯＦＦ信号を送る（Ｓ２１０）。これにより、駆動系電源ユニット５０５のスイッチングトランジスタの発振が停止され、前述の駆動系ユニットへの電源供給を停止する。

このように駆動系電源ユニット５０５が停止することで、接続されていた、モータやソレノイドなどのアクチュエータ類、プロセスカートリッジ１０８に所定の電圧を供給する高圧電源、また外部オプション（不図示）、例えば記録紙を大量にストックする大容量給紙装置や記録後の用紙をステープルするステープル装置や記録後の用紙を分類して排紙する多ビン排紙装置など、待機中に不要なユニットへの電源供給を停止し、これらの待機中に消費する電力をゼロにすることが可能である。

ここで、駆動系電源ユニット５０５は、前述の実施例１にもあるように、力率改善回路５０４の出力電圧でもある、入力電圧が上昇していくことで、電源が自然に入り、逆に入力電圧が低下していくことで電源が切れるように構成する場合もある。この場合は本実施例のような、駆動系電源ユニット５０５の駆動／停止信号は不要である。しかし、本実施例では、駆動系電源ユニット５０５の駆動／停止信号を制御することで、立ち上げ時、力率改善回路５０４の出力が安定しないうちに駆動系電源ユニット５０５が起動開始して、起動不良を生じさせたり、停止時に駆動系電源ユニット５０５への入力電圧不足などによる異常シャットダウンを生じさせたりすることなく、安定的に駆動／停止動作が行える。

また、上記実施例での力率改善回路５０４および駆動系電源ユニット５０５の起動／停止シーケンスは、図６のフローチャート、および図７のタイミングチャートに示す通りであるが、これらのシーケンスはほんの一例であって、使用する力率改善回路、および駆動系電源ユニットの回路方式や特性の違いに応じて、変わる場合があり、例えば、図８に示すタイミングチャートのようなシーケンスを取る場合もある。

次に、ビデオコントローラ１２７やエンジンコントローラ１２６が再びプリント指示（つまり、待機モード解除指示）を受けた場合は、直ちに駆動系電源を立ち上げるシーケンスに入る（Ｓ２１１）。エンジンコントローラ１２６が、電源制御回路５０７へ復帰の指示を行うと、リレー５０３へＯＮ信号を送る（Ｓ２０３）。そして上記のメイン電源スイッチ５０１のＯＮで行った手順に従って（Ｓ２０３〜Ｓ２０６）、駆動系電源ユニット５０５を立ち上げ、本体１０１をプリント動作可能な状態にする（Ｓ２０６）。以下、上記のサイクルを繰り返す。

上記の例では、メイン電源スイッチ５０１をラインフィルタ５０２の前段に配置しているが、当然ながらこのメイン電源スイッチを制御系電源ユニット５０６の前段に配置し、制御系電源ユニット５０６への電源供給／遮断のみを行うようにすることも可能である。この場合は、リレー５０３が力率改善回路のメイン電源スイッチとしての役割も兼ねる。

本発明における画像形成装置を示した構成図である。本発明第１の実施例における電源ユニットの構成を示したブロック図である。本発明第１の実施例における電源制御シーケンスを示したフローチャートである。本発明第１の実施例における電源制御シーケンスを示したタイミングチャートである。本発明第２の実施例における電源ユニットの構成を示したブロック図である。本発明第２の実施例における電源制御シーケンスを示したフローチャートである。本発明第２の実施例における電源制御シーケンスを示したタイミングチャートである。本発明第２の実施例における他の電源制御シーケンスを示したタイミングチャートである。従来例における電源ユニットの構成を示したブロック図である。

符号の説明

１０１画像形成装置
２０１，５０１，９０１メイン電源スイッチ
２０２，５０２，９０２ラインフィルタ
２０３，５０３リレー
２０４，５０４，９０４力率改善回路
２０５，５０５駆動系電源ユニット
２０６，５０６制御系電源ユニット
２０７，５０７電源制御回路
９０８電源ユニット

Claims

通常動作モードと待機モードを持つ第１の負荷を駆動するための第１の電源手段と、待機モードを持たない第２の負荷を駆動するための第２の電源手段を備えた電源装置において、
前記第１の電源手段は、商用電源入力に接続された開閉手段と該開閉手段に接続された力率改善手段からなる直列回路の後段に、該直列回路を介して該商用電源入力に接続され、
前記第２の電源手段は、直接商用電源入力に接続され、
前記待機モードにおいて前記第１の電源手段から前記第１の負荷への電源供給を停止させるように前記直列回路を制御する電源制御手段を備えたことを特徴とする電源装置。
請求項１に記載の電源装置において、
前記電源制御手段は、前記待機モードへの移行指示に従って前記開閉手段を開くことで前記力率改善手段への電源供給を停止して該手段の動作を停止させ、該停止に従って前記第１の電源手段の動作を停止させ、かつ、前記待機モードの解除指示に従って前記開閉手段を閉じることで前記力率改善手段への電源供給を再開して該手段の動作を再開させ、該再開に従って前記第１の電源手段の動作を再開させるように前記開閉手段を制御することを特徴とする電源装置。
請求項１に記載の電源装置において、
前記電源制御手段は、前記通常動作モードから前記待機モードへの移行において、所定のタイミングで前記第１の電源手段の動作を停止させ、かつ、前記待機モードの解除指示の所定時間後に前記第１の電源手段の動作を再開させるように前記第１の電源手段を制御することを特徴とする電源装置。
請求項３に記載の電源装置において、
前記電源制御手段は、前記待機モードへの移行指示の所定時間後に前記第１の電源手段の動作を停止させることを特徴とする電源装置。
請求項３に記載の電源装置において、
前記電源制御手段は、前記待機モードへの移行指示よりも前に前記第１の電源手段の動作を停止させることを特徴とする電源装置。
通常動作モードと待機モードを持ち、該通常動作モードにおいてシステムを駆動する駆動系と、該システムを制御する制御系とを備えたシステム機器であって、
請求項１〜５のいずれかに記載の電源装置を備え、
前記第１の電源手段から前記駆動系に供給する電源が該電源装置により制御されることを特徴とするシステム機器。
請求項６に記載のシステム機器において、
画像形成を行うための画像形成手段を備え、
前記画像形成手段を前記駆動系により駆動して画像形成を行う画像形成システムであることを特徴とするシステム機器。
通常動作モードと待機モードを持ち、該通常動作モードにおいてシステムを駆動する駆動系と、該システムを制御する制御系と、該駆動系を駆動するための第１の電源手段および該制御系を駆動するための第２の電源手段を有する電源装置とを備え、該第１の電源手段が、商用電源入力に接続された開閉手段と該開閉手段に接続された力率改善手段からなる直列回路の後段に、該直列回路を介して該商用電源入力に接続されてなるシステム機器の電源制御方法であって、
前記制御系による前記待機モードへの移行指示に従って前記開閉手段を開くことで前記力率改善手段への電源供給を停止して該手段の動作を停止させ、該停止に従って前記第１の電源手段の動作を停止させるように前記開閉手段を制御するステップと、
前記制御系による前記待機モードの解除指示に従って前記開閉手段を閉じることで前記力率改善手段への電源供給を再開して該手段の動作を再開させ、該再開に従って前記第１の電源手段の動作を再開させるように前記開閉手段を制御するステップと
を有することを特徴とする電源制御方法。
通常動作モードと待機モードを持ち、該通常動作モードにおいてシステムを駆動する駆動系と、該システムを制御する制御系と、該駆動系を駆動するための第１の電源手段および該制御系を駆動するための第２の電源手段を有する電源装置とを備え、該第１の電源手段が、商用電源入力に接続された開閉手段と該開閉手段に接続された力率改善手段からなる直列回路の後段に、該直列回路を介して該商用電源入力に接続されてなるシステム機器の電源制御方法であって、
前記通常動作モードから前記待機モードへの移行において、所定のタイミングで前記第１の電源手段の動作を停止させるように前記第１の電源手段を制御するステップと、
前記制御系による前記待機モードの解除指示の所定時間後に前記第１の電源手段の動作を再開させるように前記第１の電源手段を制御するステップと
を有することを特徴とする電源制御方法。
第１及び第２の直流電源を用いる電子機器において、
商用電源を整流する整流回路を有する力率改善回路と、
前記商用電源の前記力率改善回路への供給／遮断を行う開閉手段と、
前記力率改善回路の出力を受けて第１の直流電源を発生する第１の電源ユニットと、
前記商用電源を整流する整流回路を有し、第２の直流電源を発生する第２の電源ユニットとを有し、
前記開閉手段を開状態にすることにより、前記第１の直流電源を発生させないようにしたモードを有することを特徴とする電子機器。
請求項１０に記載の電子機器において、さらに、
前記第２の直流電源で動作し、前記開閉手段を制御する開閉制御手段を有することを特徴とする電子機器。
請求項１０または１１に記載の電子機器において、
前記モードに移行する際、前記開閉手段の開／閉と、前記第１の電源ユニットの駆動／停止とを所定のシーケンスに従って遷移させることを特徴とする電子機器。
請求項１０〜１２のいずれかに記載の電子機器において、
前記第１の直流電源は駆動系電源であり、前記第２の直流電源は制御系電源であることを特徴とする電子機器。
請求項１０〜１３のいずれかに記載の電子機器において、
前記電子機器は画像形成装置であることを特徴とする電子機器。