JP2012033029A - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents
電源装置及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012033029A JP2012033029A JP2010172545A JP2010172545A JP2012033029A JP 2012033029 A JP2012033029 A JP 2012033029A JP 2010172545 A JP2010172545 A JP 2010172545A JP 2010172545 A JP2010172545 A JP 2010172545A JP 2012033029 A JP2012033029 A JP 2012033029A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power supply
- load
- operation mode
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
- G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
- G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
- G06F1/325—Power saving in peripheral device
- G06F1/3284—Power saving in printer
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
- G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
- G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
- G06F1/3296—Power saving characterised by the action undertaken by lowering the supply or operating voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
- H02J1/108—Parallel operation of dc sources using diodes blocking reverse current flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】通常動作モード及び省電力モードのいずれにおいても動作すべき負荷を、動作モードの切り替わりにかかわらず継続して安定的に動作させることができるようにする。
【解決手段】電源回路1は、動作モード切替信号PSOFFに従い、通常動作モード時には第1電圧V1(31V)を出力し、省電力モード時には第2電圧V2(5V)を出力する。第1レギュレータ28は、入力電圧が10V以上のときに動作して第2電圧V2を生成する。スイッチ回路30は、省電力モードに移行して電源回路1からの入力電圧が5.5Vより低くなるとオンする。そのため、動作モード切り替わり時において電源回路1からの入力電圧が5.5V以上且つ10V未満の間は、第1レギュレータ28及びスイッチ回路30のいずれからも第2機能部22へ電源電圧が供給されない。そこで、その期間は補助用レギュレータ20から補助的に電源電圧(第2電圧V2)を供給する。
【選択図】図1
【解決手段】電源回路1は、動作モード切替信号PSOFFに従い、通常動作モード時には第1電圧V1(31V)を出力し、省電力モード時には第2電圧V2(5V)を出力する。第1レギュレータ28は、入力電圧が10V以上のときに動作して第2電圧V2を生成する。スイッチ回路30は、省電力モードに移行して電源回路1からの入力電圧が5.5Vより低くなるとオンする。そのため、動作モード切り替わり時において電源回路1からの入力電圧が5.5V以上且つ10V未満の間は、第1レギュレータ28及びスイッチ回路30のいずれからも第2機能部22へ電源電圧が供給されない。そこで、その期間は補助用レギュレータ20から補助的に電源電圧(第2電圧V2)を供給する。
【選択図】図1
Description
本発明は、動作モードに応じた電源電圧の生成及び負荷への供給を行うことが可能な電源装置、及びこの電源装置からの電力供給によって動作する画像形成装置に関する。
従来、電源装置からの電力供給を受けて駆動回路や制御回路などの各種機能回路が動作するよう構成された装置に対し、消費電力を低減させる技術が種々提案されている。
例えば特許文献1には、メイン電源からの電力が装置全体に供給されて各機能回路が動作可能となる通常電力モードと、メイン電源からの電力が特定の機能回路にのみ供給される低消費電力モードとの二種類の動作モードを有し、装置の使用状態や動作状態等に応じて動作モードを切り替えることで装置全体の消費電力を抑えることが可能な通信端末装置が提案されている。
例えば特許文献1には、メイン電源からの電力が装置全体に供給されて各機能回路が動作可能となる通常電力モードと、メイン電源からの電力が特定の機能回路にのみ供給される低消費電力モードとの二種類の動作モードを有し、装置の使用状態や動作状態等に応じて動作モードを切り替えることで装置全体の消費電力を抑えることが可能な通信端末装置が提案されている。
しかし、特許文献1に開示された技術では、メイン電源自体は動作モードにかかわらず同様に動作する(所定の電源電圧を生成する)ため、メイン電源自体の消費電力はほとんど変わらない。そのため、特に、動作用電源電圧の異なる複数種類の機能回路が併存していて、省電力モード時には低い値の動作用電源電圧のみ供給できれば十分である(高い値の動作用電源電圧で動作する機能回路は動作停止させる)ような装置においては、省電力モード時にメイン電源自体で無駄な電力消費が発生するという問題があった。
具体的な例を挙げると、例えば、第1電圧で動作する第1負荷と、第1電圧よりも低い第2電圧で動作する第2負荷及び第3負荷を有し、メイン電源は常時第1電圧を生成・出力するよう構成され、第1負荷に対してはメイン電源からの第1電圧がそのまま供給され、第2負荷及び第3負荷に対してはメイン電源からの第1電圧がレギュレータにて第2電圧に変換(降圧)されて供給されるよう構成された装置において、省電力モード時には第3負荷にのみ第2電圧を供給して他の第1,第2負荷の動作は停止させることにより装置全体の省電力化を図るよう構成されたものが挙げられる。
上記構成の場合、省電力モード時には第1負荷への第1電圧の供給及び第2負荷への第2電圧の供給(レギュレータからの供給)が停止されるため、装置全体の省電力化は可能となる。しかし、省電力モード時においても、メイン電源からは第1電圧を出力する必要があるため、省電力モード時でもメイン電源自体の省電力化は図ることができない。
そこで本願出願人は、先に、特願2009−82941号(平成21年3月30日出願)にて、省電力モード時にメイン電源自体の省電力化も図ることが可能な技術を提案した。具体的には、電源回路(上述のメイン電源に相当)が、通常動作時には第1電圧を生成するのに対し、省電力モード時には第2電圧を生成する。但しこの場合、省電力モードではレギュレータに入力される電圧も第2電圧となり、レギュレータは正常に動作できなくなる。そこで上記先行出願では、レギュレータを介さずに電源回路から第3負荷へ給電する経路、及びその経路を導通・遮断するスイッチを設け、省電力モード時にそのスイッチをオンすることで電源回路からの第2電圧を直接第3負荷へ供給するようにした。
このように構成された先行出願に記載の技術によれば、省電力モード時には電源回路自体も通常時より低い第2電圧を生成するため、その分、第1電圧を生成する通常時と比べると電源回路自体の消費電力も低減することが可能となる。
しかしながら、先行出願に記載した技術では、動作モードが切り替わる過程で、第3負荷に第2電圧が供給されない無給電期間が生じるおそれがある。
即ち、第1電圧を第2電圧に降圧するレギュレータの構成によっては、入力電圧が第2電圧より高い所定の入力閾値以上でないと第2電圧を生成できないよう構成されたものも多く、その場合、入力電圧が入力閾値を下回っている限り第2電圧を生成できない。一方、電源回路からの電源電圧を第3負荷へ直接供給するためのスイッチは、たとえ省電力モードに切り替わったとしても、電源回路からの出力電圧がまだ第2電圧近傍にまで低下しておらず第3負荷へ供給可能な最大電圧(最大定格入力電圧)よりも高い間は、その出力電圧を第3負荷へ供給することはできず、オンさせることはできない。
即ち、第1電圧を第2電圧に降圧するレギュレータの構成によっては、入力電圧が第2電圧より高い所定の入力閾値以上でないと第2電圧を生成できないよう構成されたものも多く、その場合、入力電圧が入力閾値を下回っている限り第2電圧を生成できない。一方、電源回路からの電源電圧を第3負荷へ直接供給するためのスイッチは、たとえ省電力モードに切り替わったとしても、電源回路からの出力電圧がまだ第2電圧近傍にまで低下しておらず第3負荷へ供給可能な最大電圧(最大定格入力電圧)よりも高い間は、その出力電圧を第3負荷へ供給することはできず、オンさせることはできない。
そのため、動作モードの切り替わり過程において電源回路からの出力電圧が最大定格入力電圧より高く且つ入力閾値より低い間は、第3負荷に対してレギュレータから第2電圧が供給されず且つスイッチを介しても第2電圧が供給されない無給電期間が生じ、これにより第3負荷の動作が停止してしまうおそれがあるのである。
これに対し、先行出願には、第3負荷への給電経路に充電用コンデンサを並列接続し、無給電期間にはこの充電用コンデンサの充電電力にて第3負荷を動作させることが記載されている。しかし、第3負荷を安定して継続動作させるためには静電容量の十分大きな充電用コンデンサが必要となるため、コスト的にも設置スペース的にも現実的ではない。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、通常動作モード及び省電力モードのいずれにおいても動作すべき負荷(常時動作負荷)に対し、動作モードが切り替わる過程において電源電圧の供給が滞るのを防止して、動作モードの切り替わりが生じても常時動作負荷を継続して安定的に動作させることができるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、通常動作モード時には、第1電圧で動作する第1負荷、並びに第2電圧で動作する第2負荷及び第3負荷へ、該各電圧を出力して該各負荷を動作させ、省電力モード時には第3負荷へ第2電圧を出力して第3負荷を動作させるための電源装置であり、主電源回路と、通常時第2電圧生成回路とを備えている。第2電圧は、第1電圧より低い値である。主電源回路は、入力される動作モード切替信号に従い、主電源電圧として少なくとも第1電圧及び第2電圧のいずれかを出力可能であって、動作モード切替信号が通常動作モードを示す信号ならば主電源電圧を第1電圧に切り替え、動作モード切替信号が省電力モードを示す信号ならば主電源電圧を第2電圧に切り替える。通常時第2電圧生成回路は、主電源回路からの主電源電圧が入力され、その主電源電圧が所定の入力閾値以上の場合に、その主電源電圧をもとに第2電圧を生成して第2負荷及び第3負荷へ出力する。入力閾値は、第1電圧より低く第2電圧よりも高い値である。また、主電源回路からの主電源電圧を第1負荷へ供給するための第1負荷給電経路と、主電源回路からの主電源電圧を通常時第2電圧生成回路を経ずに第3負荷へ供給するための第3負荷給電経路と、この第3負荷給電経路を導通・遮断するスイッチ回路と、を備えている。スイッチ回路は、動作モード切替信号が省電力モードを示す信号に切り替わった場合であって所定の導通条件が成立した場合に第3負荷給電経路を導通させ、動作モード切替信号が通常動作モードを示す信号に切り替わった場合であって所定の遮断条件が成立した場合に第3負荷給電経路を遮断する。そして、主電源回路からの主電源電圧が入力され、通常時第2電圧生成回路による第2電圧の生成がなされず且つスイッチ回路により第3負荷給電経路が遮断されている間に、該主電源電圧をもとに第2電圧を生成して第3負荷へ出力する、補助用第2電圧生成回路を備えている。
このように構成された電源装置では、動作モードが切り替わる過程で、通常時第2電圧生成回路及びスイッチ回路のいずれからも第3負荷へ電源電圧(第2電圧)が供給されない無給電期間が生じる可能性がある。例えば、通常動作モードから省電力モードへの切り替わり過程で、主電源電圧が入力閾値未満になったもののスイッチ回路の導通条件がまだ成立していない間は、第3負荷に対して、通常時第2電圧生成回路からの第2電圧の供給及びスイッチ回路を介した第2電圧の供給のいずれもなくなる。そこで、動作モード切り替わり時に第3負荷の動作が停止しないよう、補助用第2電圧生成回路を備え、通常時第2電圧生成回路からの第2電圧の供給がなく且つスイッチ回路を介した第2電圧の供給もない場合にはこの補助用第2電圧生成回路から第3負荷へ第2電圧を供給する。
従って、請求項1に記載の電源装置によれば、通常動作モード及び省電力モードのいずれにおいても動作すべき負荷(第3負荷)に対し、動作モードが切り替わる過程において電源電圧(第2電圧)の供給が滞るのを防止して、動作モードの切り替わりが生じても継続して安定的に第3負荷を動作させることが可能となる。
次に、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電源装置であって、通常時第2電圧生成回路による第2電圧の生成がなされない第2電圧非生成状態か否かを判断する第1判断手段と、スイッチ回路により第3負荷給電経路が遮断された遮断状態か否かを判断する第2判断手段と、を備えている。そして、補助用第2電圧生成回路は、第1判断手段により第2電圧非生成状態と判断されて且つ第2判断手段により遮断状態と判断されている場合に、第2電圧を生成する。
このように構成された請求項2に記載の電源装置によれば、通常時第2電圧生成回路の動作状態及びスイッチ回路の動作状態がそれぞれ第1判断手段及び第2判断手段によって個々に判断されるため、補助用第2電圧生成回路は、各判断手段の判断結果に基づき、必要な時に確実に第2電圧を生成・出力することができる。
次に、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電源装置であって、第1判断手段は、通常時第2電圧生成回路から出力される電圧が所定の第1判定閾値より低い場合に、第2電圧非生成状態と判断する。第1判定閾値は、第2電圧より低い値である。
第2電圧非生成状態であるか否かの具体的判断方法は種々考えられ、例えば通常時第2電圧生成回路の内部動作に基づいて判断する方法なども考えられるが、通常時第2電圧生成回路からの出力電圧に基づいて判断するようにすれば、第1判断手段を簡素な構成で実現でき、しかも第2電圧非生成状態であるか否かの判断を確実に行うことができる。
次に、請求項4に記載の発明は、請求項2又は請求項3に記載の電源装置であって、スイッチ回路は、第3負荷給電経路を導通・遮断する半導体スイッチ素子と、この半導体スイッチ素子の動作を制御するスイッチ制御手段とを備えている。スイッチ制御手段は、上記導通条件及び遮断条件を判断し、導通条件が成立した場合に半導体スイッチ素子をオンさせ、遮断条件が成立した場合に半導体スイッチ素子をオフさせる。そして、第2判断手段は、スイッチ制御手段の動作状態に基づき、スイッチ制御手段が半導体スイッチ素子をオフさせている場合に、遮断状態と判断する。
スイッチ回路により第3負荷給電経路が遮断されているか否かの具体的判断方法についても、種々考えられるが、スイッチ回路が上記のように半導体スイッチ素子及びこれを制御するスイッチ制御手段により構成されている場合は、スイッチ制御手段の動作状態に基づいて判断することができる。そのため、請求項4に記載の電源装置によれば、第3負荷給電経路が遮断状態であるか否かの判断を、容易且つ確実に行うことができる。
次に、請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電源装置であって、第3負荷が動作状態であるか否かを判断する第3負荷動作判断手段を備えている。そして、補助用第2電圧生成回路は、第3負荷動作判断手段により第3負荷が動作状態であると判断されている場合に、第2電圧を生成する。
即ち、たとえ通常時第2電圧生成回路にて第2電圧が生成されず且つスイッチ回路がオフされているという2つの条件が揃ったとしても、第3負荷が動作していない場合には、補助用第2電圧生成回路は第2電圧を出力しない。補助用第2電圧生成回路は、上記2つの条件が揃って且つ第3負荷が動作している場合に限り、第2電圧を出力するのである。
仮に、通常時第2電圧生成回路にて第2電圧が生成されず且つスイッチ回路がオフされているという両条件が揃ったことのみをもって補助用第2電圧生成回路が第2電圧を出力するようにすると、コールドスタート時(当該電源装置自体の初期起動時)にも補助用第2電圧生成回路が動作してしまい、主電源回路の動作に悪影響を与えてしまう虞がある。
これに対し、請求項5に記載の電源装置では、第3負荷の動作状態も確認した上で補助用第2電圧生成回路を動作させるため、コールドスタート時に補助用第2電圧生成回路が動作するのが防止され、主電源回路の動作への悪影響を防ぐことができる。
次に、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の電源装置であって、第3負荷動作判断手段は、第3負荷へ供給されている電源電圧が所定の第2判定閾値以上である場合に、第3負荷が動作状態であると判断する。
第3負荷が動作状態かどうかは、第3負荷に供給される電源電圧に依存し、動作可能な電源電圧が供給されていれば動作状態、供給されていなければ非動作状態と判断できる。そのため、第3負荷が動作可能な電源電圧の範囲内で第2判定閾値を設定し、第3負荷への供給電圧がこの第2判定閾値以上かどうかに基づいて第3負荷が動作状態か否かを判断するようにすれば、簡易的な構成でありながら確実に判断することができる。
次に、請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の電源装置であって、通常時第2電圧生成回路及びスイッチ回路から第3負荷へ第2電圧が供給される給電経路には、第3負荷へ供給される電圧により充電されると共にその充電電圧を第3負荷へ放電可能な静電容量素子が接続されている。
本発明はそもそも、動作モードの切り替わり過程で第3負荷へ電源電圧(第2電圧)が供給されない無給電期間が生じた場合に、その無給電期間における第3負荷への電源電圧供給を行うために、補助用第2電圧生成回路を備えたことを主な特徴としている。そのため、理論的には、第3負荷への電源電圧供給が途絶えることはない。
しかし実際には、通常時第2電圧生成回路及びスイッチ回路のいずれからも第3負荷へ電源電圧が供給されなくなると同時にすぐに補助用第2電圧生成回路からの第2電圧の供給が開始されるとは限らず、補助用第2電圧生成回路から第2電圧が出力され始めるまでにわずかながら第3負荷に電源電圧が供給されない期間(インターバル)が生じるおそれがある。もちろん、そのようなインターバルが仮に生じたとしても、補助用第2電圧生成回路を備えない従来の構成において生じる無給電期間よりははるかに短い期間であり、無視しうる。
これに対し、請求項7に記載の電源装置によれば、第3負荷への電源電圧供給経路に静電容量素子が接続されているため、仮に、上記のようなインターバルが生じたとしても、静電容量素子の充電電圧によって第3負荷の動作を継続させることが可能となり、より確実に第3負荷の動作を継続させることができる。
次に、請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電源装置であって、通常時第2電圧生成回路は、スイッチングレギュレータとして構成されている。
入力電圧を所望の電圧に変換して出力するレギュレータとしては、例えばスイッチングレギュレータやリニアレギュレータが周知であるが、スイッチングレギュレータは、リニアレギュレータと比較して高効率であるため、通常動作モード時に第2負荷及び第3負荷へ継続的に電源電圧(第2電圧)を供給するためのレギュレータとして適している。
入力電圧を所望の電圧に変換して出力するレギュレータとしては、例えばスイッチングレギュレータやリニアレギュレータが周知であるが、スイッチングレギュレータは、リニアレギュレータと比較して高効率であるため、通常動作モード時に第2負荷及び第3負荷へ継続的に電源電圧(第2電圧)を供給するためのレギュレータとして適している。
次に、請求項9に記載の発明は、請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の電源装置であって、補助用第2電圧生成回路は、リニアレギュレータとして構成されている。
補助用第2電圧生成回路は、常時動作する必要はなく、動作モードが切り替わる過程の短期間のみ動作すればよいため、回路構成が簡素で安価なリニアレギュレータが適している。なお、リニアレギュレータは、効率の面ではスイッチングレギュレータよりも低効率であるという欠点を有するが、上記の通り、補助用第2電圧生成回路は常時動作するものではないため、効率の問題は無視できる。
補助用第2電圧生成回路は、常時動作する必要はなく、動作モードが切り替わる過程の短期間のみ動作すればよいため、回路構成が簡素で安価なリニアレギュレータが適している。なお、リニアレギュレータは、効率の面ではスイッチングレギュレータよりも低効率であるという欠点を有するが、上記の通り、補助用第2電圧生成回路は常時動作するものではないため、効率の問題は無視できる。
次に、請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の電源装置と、第1負荷の1つとしての、記録媒体への画像形成を行う画像形成手段を駆動する駆動手段と、第2負荷の1つとしての、駆動手段の動作を制御する制御手段と、第3負荷の1つとしての、所定の省電力モード移行条件が成立した場合には省電力モードを示す動作モード切替信号を出力し、所定の通常動作モード移行条件が成立した場合には動作モードを示す動作モード切替信号を出力する切替信号出力手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
この画像形成装置によれば、第1負荷〜第3負荷をそれぞれ安定して動作させつつ、全体として消費電力が抑制された、省電力効果の高い画像形成装置の提供が可能となる。
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本実施形態の画像形成装置の電気的構成を示す。図1に示すように、本実施形態の画像形成装置は、電源回路1と、この電源回路1から供給される電力(主電源電圧)によって動作する各種機能回路等が搭載されたメイン基板2とを備える。
図1に、本実施形態の画像形成装置の電気的構成を示す。図1に示すように、本実施形態の画像形成装置は、電源回路1と、この電源回路1から供給される電力(主電源電圧)によって動作する各種機能回路等が搭載されたメイン基板2とを備える。
この画像形成装置は、図示は省略したものの、画像が形成される用紙等を搬送経路に沿って搬送する搬送モータや、その搬送経路における所定位置で用紙への画像形成を行う記録ヘッド、この記録ヘッドが搭載されたキャリッジを主走査方向(用紙搬送方向と直交する方向)に往復駆動させるキャリッジモータ等を備え、これらがメイン基板2からの駆動信号等により駆動されることで、用紙への画像形成が行われるように構成されている。
電源回路1は、電源プラグ5から入力される商用交流電圧(例えばAC100V)を直流の主電源電圧に変換してメイン基板2へ出力するものであり、主電源電圧が出力される電源出力端子6(正極端子)と、動作モード切替信号PSOFFが入力される動作モード切替信号入力端子7と、シグナルグランド(SG)に接続されるグランド(GND)端子8(負極端子)と、を備えている。
本実施形態の画像形成装置は、後述するように、動作モードとして通常動作モード及び省電力モードの2種類を有しており、動作モードに応じた動作モード切替信号PSOFFがメイン基板2から電源回路1へ入力される。この動作モード切替信号PSOFFは、Highレベル(以下単に「Hi」と称す)又はLowレベル(以下単に「Low」と称す)の二値信号であり、通常動作モード時にはLow、省電力モード時にはHiとなる。
電源回路1は、メイン基板2から入力された動作モード切替信号PSOFFがLowの場合(即ち通常動作モード時)は第1電圧V1を生成・出力し、動作モード切替信号PSOFFがHiの場合(即ち省電力モード時)は第2電圧V2を生成・出力する。
図2に、電源回路1のより具体的な構成を示す。この電源回路1は、いわゆる絶縁型のフライバックコンバータとして構成されており、動作モード切替信号PSOFFに応じて出力電圧が切り替わる構成を除けば、全体として周知の構成である。
図2に示すように、電源回路1では、電源プラグ5を介して入力された商用交流電圧が、4つのダイオードD5,D6,D7,D8からなるいわゆるダイオードブリッジ回路にて全波整流され、その整流出力(脈流)が入力平滑コンデンサC2により平滑化されて、トランス11の一次巻線Laの一端に入力される。一次巻線Laの他端は、スイッチングトランジスタTr4のドレインに接続されている。
スイッチングトランジスタTr4は、一次巻線Laに流れる電流を断続するスイッチとして機能し、ソースがフレームグランド(FG)に接続され、ゲートは、抵抗R4を介してスイッチング制御部12に接続されている。そして、スイッチング制御部12から抵抗R4を介してゲートに入力されるスイッチング制御信号に応じてオン・オフされる。
トランス11の二次巻線Lbは、一端が二次整流ダイオードD10のアノードに接続され、他端がGND端子8(即ちSG)に接続されている。二次整流ダイオードD10のカソードは、電源出力端子6に接続されると共に、二次出力平滑コンデンサC4の一端に接続され、二次出力平滑コンデンサC4の他端はSGに接続されている。そのため、二次巻線Lbからの出力電圧は、二次整流ダイオードD10により整流され、さらに二次出力平滑コンデンサC4により平滑化されて、電源出力端子6から出力されることとなる。
また、二次出力平滑コンデンサC4の一端(即ち電源出力端子6)には抵抗R7が接続され、この抵抗R7の他端はフォトカプラ13のフォトダイオードDaのアノードに接続され、このフォトダイオードDaのカソードは第2ツェナーダイオードZD2のカソードに接続され、この第2ツェナーダイオードZD2のアノードは第3ツェナーダイオードZD3のカソードに接続され、この第3ツェナーダイオードZD3のアノードはGND端子8(SG)に接続されている。また、第2ツェナーダイオードZD2のアノードと第3ツェナーダイオードZD3のカソードとの接続点には、電圧切替トランジスタTr5のコレクタが接続されている。この電圧切替トランジスタTr5は、エミッタがGND端子8に接続され、ベースは、抵抗R8を介して動作モード切替信号入力端子7に接続され、ベースとエミッタの間にはバイアス用の抵抗R9が接続されている。
このような構成により、メイン基板2から入力される動作モード切替信号PSOFFがLow(つまり通常動作モード)の場合は、電圧切替トランジスタTr5はオフする。そのため、この場合に電源回路1から出力される主電源電圧は、主として第2ツェナーダイオードZD2及び第3ツェナーダイオードZD3のそれぞれのツェナー電圧(降伏電圧)の和に従って決定され、本例では既述の通り第1電圧V1(31V)となる。
一方、動作モード切替信号PSOFFがHi(つまり省電力モード)の場合は、電圧切替トランジスタTr5はオンし、第3ツェナーダイオードZD3のアノード・カソード間が短絡される。そのため、この場合の主電源電圧は主として第2ツェナーダイオードZD2のツェナー電圧に従って決定され、本例では第2電圧V2(5V)となる。
また、電源回路1から出力される主電源電圧は、フォトカプラ13によってスイッチング制御部12にフィードバックされる。スイッチング制御部12には、その動作用電源電圧として、トランス11の三次巻線Lcにて生成された電圧が三次整流ダイオードD9により整流され且つ三次出力平滑コンデンサC3にて平滑化された電圧が入力される。
更に、三次整流ダイオードD9のカソードとフレームグランドとの間には、フォトカプラ13(詳しくはフォトトランジスタPT)及び2つの分圧抵抗R5,R6からなる直列回路が接続されている。即ち、三次整流ダイオードD9のカソードにフォトトランジスタPTのコレクタが接続され、フォトトランジスタPTのエミッタは第1分圧抵抗R5の一端に接続され、第1分圧抵抗R5の他端は第2分圧抵抗R6の一端に接続されると共にスイッチング制御部12に接続され、第2分圧抵抗R6の他端はFGに接続されている。
このような構成により、二次側の出力電圧(主電源電圧)は、フォトカプラ13を介して、2つの分圧抵抗R5,R6の接続点の電圧としてスイッチング制御部12に入力(フィードバック)される。スイッチング制御部12は、このフィードバック信号やダイオードブリッジ回路からの出力電圧に基づき、所望の主電源電圧(V1又はV2)が生成・出力されるよう、スイッチングトランジスタTr4のスイッチング動作を制御する。
図1に戻り、メイン基板2の構成について説明する。メイン基板2は、電源回路1からの主電源電圧が入力される電源入力端子36と、動作モード切替信号PSOFFが出力される動作モード切替信号出力端子37と、シグナルグランド(SG)に接続されるGND端子38と、を備えている。電源入力端子36から入力された主電源電圧は、第1機能部21内の第1電圧動作部23へ入力されると共に、第1レギュレータ28、スイッチ回路30、及び補助用レギュレータ20にもそれぞれ入力される。
第1レギュレータ28は、本実施形態では非絶縁型のスイッチングレギュレータ(降圧型DC−DCコンバータ)である。なお、この種のスイッチングレギュレータの詳細構成については周知であるため、その内部構成については図示及び詳細説明を省略する。
第1レギュレータ28は、電源回路1から入力される主電源電圧を第2電圧V2(5V)に降圧するものであり、最低動作入力電圧(入力閾値)が10Vである。つまり、電源回路1からの入力電圧を監視し、入力電圧が10V以上のときに動作して定格5Vの第2電圧V2を生成・出力し、入力電圧が10V未満のときは動作停止(シャットダウン)する。
そして、第1レギュレータ28にて生成された第2電圧V2は、第1機能部21へ(詳しくは第2電圧動作部24へ)その電源電圧として入力されると共に、第1ダイオードD1を介して第2機能部22及び第2レギュレータ29にも入力される。
メイン基板2には、第1電圧V1又は第2電圧V2を電源電圧として動作する負荷として、第1機能部21及び第2機能部22が備えられている。このうち第1機能部21は、第1電圧V1を電源電圧として動作する第1電圧動作部23と、第2電圧V2を電源電圧として動作する第2電圧動作部24とを備えている。
第1電圧動作部23には、電源入力端子36に入力された主電源電圧が入力される。そのため、第1電圧動作部23は、電源回路1からの主電源電圧が第1電圧V1である通常動作モード時に動作し、主電源電圧が第2電圧V2である省電力モード時には動作を停止する。第2電圧動作部24には、第1レギュレータ28からの第2電圧V2が入力される。第1レギュレータ28が動作するのは通常動作モード時(詳しくは入力電圧が10V以上のとき)であるため、第2電圧動作部24も、主電源電圧が第1電圧V1の通常動作モード時に動作し、主電源電圧が第2電圧V2の省電力モード時には動作を停止する。
第1機能部21における第1電圧動作部23には、既述の記録ヘッドや各種モータ等を駆動する各種駆動回路41が含まれている。また、第1機能部21における第2電圧動作部24には、上記各種駆動回路41を含む各種回路等の動作を制御する各種制御部43や、当該画像形成装置全体の制御を統括するCPU42などが含まれている。
第2機能部22は、主として第2電圧V2により動作し、一部、第2レギュレータ29で生成される第3電圧により動作する機能回路等も含まれる。第2機能部22は、最大定格入力電圧(本例では5.5V)が設定されており、入力される電源電圧が最大定格入力電圧以下の場合に正常動作が保証されている。そして、第2機能部22には、省電力モードから通常動作モードに切り替わるべき要因(起動要因)が成立した場合にこれを検出する起動要因検出部25や、RTC(リアルタイムクロック)26、動作モード切替信号出力部27などが含まれている。
第2機能部22で行われる主な処理の一つである、動作モード切替処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。なお、この第2機能部22による動作モード切替処理は、ソフトウェア処理によるものではなくハードウェア(ロジック回路等)の動作としてなされるものであるが、ここではその動作をフローチャートに置き換えて説明する。
第2機能部22は、第2電圧V2が供給されてその動作を開始すると、まずS110にて、動作モード切替信号PSOFFをLowとし、動作モードを通常動作モードに設定する。そして、S120にて、省電力モード移行要求の有無を確認する。省電力モード移行要求は、CPU42が実行する動作モード切替処理(図4参照。詳細は後述。)におけるS240の処理によってCPU42から第2機能部22へ入力されるものである。
そして、省電力モード移行要求が入力されていない場合は(S120:NO)、S110に戻るが、省電力モード移行要求が入力された場合は(S120:YES)、S130にて、動作モード切替信号PSOFFをHiとし、動作モードを省電力モードに切り替える。その後、続くS140にて、起動要因検出部25で起動要因が検出されたか否かが判断される。起動要因としては、例えば、上記操作スイッチがユーザにより操作されたことや、RTC26によるタイマ起動要因などが挙げられる。
省電力モードへの移行後、起動要因が検出されない間は(S140:NO)、再びS130に戻るが、起動要因が検出された場合は(S140:YES)、S150にて、その検出された起動要因を記憶する。そして、再びS110に戻り、動作モード切替信号PSOFFをLowにして通常動作モードに切り替えて、続くS120以降の処理に進む。
次に、CPU42の各種制御処理のうち、動作モード切替処理について、図4を用いて説明する。CPU42は、第1レギュレータ28からの第2電圧V2により(即ち通常動作モード時に)動作し、図示しないメモリに記憶された各種制御プログラムに従って、図4に示す動作モード切替処理を含む各種制御処理を実行する。
CPU42は、第1機能部21への第2電圧V2の供給によってその動作が開始されることにより、図4の動作モード切替処理を開始すると、まずS210にて、第2機能部22に記憶されている起動要因(図3のS150にて記憶された起動要因)を取得する。そして、S220にて、その取得した起動要因に応じた処理を実行する。
そして、続くS230にて、省電力モード移行条件が成立したか否かを判断する。このCPU42が判断する省電力モード移行条件としては、例えば、当該画像形成装置の外部から画像データの入力が一定時間継続してなされていないことや、ソフトウェア処理によって省電力モードに移行すべき旨のフラグがセットされたことなどが挙げられる。
そして、省電力モード移行条件が成立していない場合は(S230:NO)、S250に進み、予め定められた各種処理を実行して再びS230に戻る。一方、省電力モード移行条件が成立した場合は(S230:YES)、S240にて、第2機能部22へ省電力モード移行要求を出力した上で、この動作モード切替処理を終了する。
図1に戻り、メイン基板2の説明を続ける。第2機能部22及び第2レギュレータ29は、動作モードにかかわらず常時動作すべき負荷であるため、動作モードにかかわらず常時第2電圧V2が供給される必要がある。このような仕様に対し、本実施形態では、通常動作モード時には第1レギュレータ28からの第2電圧V2が第1ダイオードD1を介して第2機能部22及び第2レギュレータ29に入力され、各々その第2電圧V2により動作する。しかし、省電力モードになって第1レギュレータ28の入力電圧が10V未満になると、第1レギュレータ28による第2電圧V2の生成は停止してしまう。
そこで本実施形態では、省電力モード時も第2機能部22及び第2レギュレータ29へ第2電圧V2を供給できるよう構成されている。具体的には、電源入力端子36に入力された主電源電圧が、第1レギュレータ28を介さず、スイッチ回路30及び第2ダイオードD2を介して第2機能部22及び第2レギュレータ29へ入力可能に構成されている。
なお、第2機能部22及び第2レギュレータ29に入力される電源電圧は、上記の通り動作モードにかかわらず常時入力されるべきものである。そのため、この電源電圧を以下「第2機能部22等に入力される常時供給電圧」又は単に「常時供給電圧」とも称す。
スイッチ回路30は、電源入力端子36から第2ダイオードD2を経て第2機能部22及び第2レギュレータ29に至る給電経路を導通・遮断するものであり、この給電経路に挿入されてこの給電経路を導通・遮断するための第1トランジスタTr1を備えている。この第1トランジスタTr1は、エミッタが電源入力端子36に接続され、コレクタが第2ダイオードD2のアノードに接続され、ベースは、抵抗R3を介して第2トランジスタTr2のコレクタに接続されている。この第2トランジスタTr2のエミッタは、SGに接続され、ベースは第3トランジスタTr3のコレクタに接続されている。また、スイッチ回路30は、一端が電源入力端子36に接続された抵抗R1と、カソードがこの抵抗R1の他端に接続されてアノードが第3トランジスタTr3のベースに接続された第1ツェナーダイオードZD1を備えている。第3トランジスタTr3は、エミッタがSGに接続され、コレクタは第2トランジスタTr2のベースに接続されると共に抵抗R2の一端に接続されている。この抵抗R2の他端は、電源入力端子36に接続されている。
スイッチ回路30は、省電力モード時に電源回路1からの主電源電圧(第2電圧V2)を第2機能部22へ供給するために設けられたものであるため、基本的には省電力モード時にオンされるのだが、より詳しくは、入力される主電源電圧が5.5V(第2機能部22の最大定格入力電圧)より低い場合にオンする。即ち、入力される主電源電圧が5.5Vより低くなることで導通条件が成立してスイッチ回路30がオンされ、主電源電圧が5.5V以上になると遮断条件が成立してスイッチ回路30がオフされる。
具体的には、第1ツェナーダイオードZD1として、主電源電圧が5.5V以上の場合に逆方向電流が流れて第3トランジスタTr3がオンするようなスペック(ツェナー電圧)のものが用いられており、第3トランジスタTr3がオンすると第1トランジスタTr1はオフし、スイッチ回路30は全体としてオフする。つまり、スイッチ回路30は、省電力モード時にはオンするが、通常動作モードに切り替わって主電源電圧が5.5V以上になるとオフする。
ところで、本実施形態では、通常動作モード時には第1レギュレータ28からの第2電圧V2が第2機能部22に入力され、省電力モード時には電源回路1からの第2電圧V2がスイッチ回路30を介して第2機能部22に入力されるため、全体的に見れば、第2機能部22(及び第2レギュレータ29)には常時電源電圧が供給されることになる。しかし厳密には、動作モードの切り替わり時において、第1レギュレータ28及びスイッチ回路30の何れを介しても第2電圧V2が供給されない、無給電期間が生じる。
なお、本実施形態では、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2の各カソードとSGとの間に充電用コンデンサC1が接続されている。そのため、上記無給電期間においては、充電用コンデンサC1の充電電力によって第2機能部22等を継続動作させることは一応可能である。しかし、無給電期間中に第2機能部22等を確実に動作継続させるためには、静電容量の十分大きい充電用コンデンサC1を用いる必要があり、無給電期間中の第2機能部22等の動作を全てこの充電用コンデンサC1で賄うのは非現実的である。
そこで本実施形態のメイン基板2には、上記無給電期間に第2機能部22等へ電源電圧を供給するための、補助用レギュレータ20が設けられている。補助用レギュレータ20は、本実施形態では周知のリニア(シリーズ)レギュレータであり、ANDゲート34からの補助用レギュレータ制御信号がHiの場合に動作して第2電圧V2(5V)を生成・出力し、第3ダイオードを介して第2機能部22等へ供給される。
リニアレギュレータは、スイッチングレギュレータと比べると効率(変換効率)が悪いという欠点がある。しかし、補助用レギュレータ20による第2電圧V2の供給は、動作モード切り替え時の非常に短い期間のみ補助的に行われるのであって、多少効率が悪くてもその影響は非常に小さい。そのため、補助用レギュレータ20として、効率よりもコストや動作速度(起動の早さ等)を重視し、リニアレギュレータを採用している。
なお、リニアレギュレータの構成は周知であり、また、外部入力信号(本例では補助用レギュレータ制御信号)に従って動作・非動作を切り替え可能な構成についてもよく知られている(例えばイネーブル端子付きのリニアレギュレータICなど)。そのため、補助用レギュレータ20の内部構成については図示及び詳細説明を省略する。
本実施形態では、次のa〜cの3つの条件が共に成立した場合に、ANDゲート34からの補助用レギュレータ制御信号がHiとなって補助用レギュレータ20がその動作(第2電圧V2の生成・出力)を開始するよう構成されている。
条件a:第1レギュレータ28による第2電圧V2の生成がなされていないこと。
条件b:スイッチ回路30がオフされていること。
条件c:第2機能部22(及び第2レギュレータ29)が動作していること。
条件b:スイッチ回路30がオフされていること。
条件c:第2機能部22(及び第2レギュレータ29)が動作していること。
そして、上記各条件a〜cのうち、条件aが成立したか否かを判断するために、第1コンパレータ31が設けられている。第1コンパレータ31は、非反転入力端子に第1レギュレータ28からの出力電圧が入力され、反転入力端子に所定の第1基準電圧Vr1が入力されており、これら各入力の比較結果が反転されてANDゲート34に入力される。
第1基準電圧Vr1は、本実施形態では一例として4Vである。そのため、第1レギュレータ28からの出力電圧が4V以上である場合は、第1コンパレータ31の出力はLowとなる。このLow出力は、条件aを満たしていない旨(つまり第1レギュレータ28にて第2電圧V2が生成されている旨)を示すものである。一方、第1レギュレータ28からの出力電圧が4V未満である場合は、第1コンパレータ31の出力はHiとなる。このHi出力は、条件aを満たしている旨を示すものである。
また、条件bが成立したか否かを判断するために、インバータ(否定ゲート)33が設けられている。このインバータ33には、スイッチ回路30を構成する第3トランジスタTr3のコレクタ電圧が入力される。そして、スイッチ回路30がオンされている場合は、インバータ33の出力はLowとなり、このLow出力がANDゲート34に入力される。一方、スイッチ回路30がオフされている場合は、インバータ33の出力はHiとなり、このHi出力がANDゲート34に入力される。
また、条件cが成立したか否かを判断するために、第2コンパレータ32が設けられている。第2コンパレータ32は、非反転入力端子に、第2機能部22及び第2レギュレータ29に入力される常時供給電圧(即ち、第1〜第3ダイオードD1,D2,D3のカソードの電圧)が入力され、反転入力端子に所定の第2基準電圧Vr2が入力されており、これら各入力の比較結果がANDゲート34に入力される。
第2基準電圧Vr2は、本実施形態では4Vである。そのため、常時供給電圧が4V未満である場合は第2コンパレータ32の出力はLowとなり、これは条件cを満たしていない旨を示すものである。一方、常時供給電圧が4V以上である場合は、第2コンパレータ32の出力はHiとなり、これは、条件cを満たしている旨を示すものである。
ANDゲート34から出力される補助用レギュレータ制御信号は、各条件a〜cが全て成立している場合にHiとなり、いずれか1つでも成立していない場合はLowとなる。
次に、このように構成された本実施形態の画像形成装置の動作について、特に、動作モードの切り替わりに伴う第1レギュレータ28、スイッチ回路30、及び補助用レギュレータ20の動作を中心に、図5のタイムチャートを用いて説明する。
次に、このように構成された本実施形態の画像形成装置の動作について、特に、動作モードの切り替わりに伴う第1レギュレータ28、スイッチ回路30、及び補助用レギュレータ20の動作を中心に、図5のタイムチャートを用いて説明する。
図5に示すように、電源プラグ5にAC電源(商用交流電圧)が入力されると(時刻t1)、電源回路1が動作を開始し、電源回路1からの主電源電圧が上昇していく。なお、初期起動時は動作モード切替信号PSOFFはLowであるため、主電源電圧は第1電圧V1(31V)に向けて上昇していく。そして、その上昇の過程で、主電源電圧が10Vに達すると(時刻t2)、第1レギュレータ28が動作を開始し、第1レギュレータ28からの出力電圧が第2電圧V2(5V)に向けて上昇開始する。これにより、第2機能部22等に入力される常時供給電圧も上昇していく。
そして、第1レギュレータ28からの出力電圧が4Vに達すると(時刻t3)、第2コンパレータ32の出力がHレベルとなる。これは即ち、第2機能部22等が動作可能となっていること(延いては条件cが成立していること)を示している。
その後も電源回路1からの主電源電圧及び第1レギュレータ28からの出力電圧は上昇していき、時刻t4にて、第1レギュレータ28からの出力電圧が定格の第2電圧V2(5V)となり、第2機能部22等に入力される常時供給電圧も第2電圧V2(5V)となる。
その後、時刻t5にて、省電力モード移行条件の成立により動作モード切替信号PSOFFがHiになると、電源回路1からの主電源電圧が、第1電圧から第2電圧へ低下していく。そして、時刻t6にてその主電源電圧が10Vを下回ると、第1レギュレータ28が動作停止(シャットダウン)して、第1レギュレータ28からの出力電圧も低下していく。これに伴い、第2機能部22等に入力される常時供給電圧も低下していく。
そして、第1レギュレータ28からの出力電圧が4Vを下回ると(時刻t7)、第1コンパレータ31の出力がHiとなる。これは即ち、条件aが成立したことを意味している。またこのとき、スイッチ回路30は、主電源電圧がまだ5.5V以上であることから、オフされたままであり、よって条件bも成立している。そのため、時刻t7では、上記各条件a〜cが全て成立することとなり、これによりANDゲート34からの出力がHiとなる。これにより、補助用レギュレータ20が動作開始し、補助用レギュレータ20からの出力電圧が第2電圧V2へと上昇していく。そして、補助用レギュレータ20からの出力電圧が第3ダイオードD3を介して供給されることにより、第2機能部22等に入力される常時供給電圧は再び第2電圧V2に上昇していく。
この間、電源回路1からの主電源電圧はさらに第2電圧V2に向けて低下し、やがて5.5Vを下回る(時刻t8)。すると、スイッチ回路30がオンし、条件bが不成立となる。そのため、ANDゲート34からの出力はLowとなり、補助用レギュレータ20が動作を停止する。但し、スイッチ回路30がオンされたことにより、電源回路1からの主電源電圧がこのスイッチ回路30及び第2ダイオードD2を介して第2機能部22等に供給されることとなるため、常時供給電圧は第2電圧V2(又はその近傍)に維持され、第2機能部22等は引き続き動作を継続することができる。
その後、時刻t9にて、通常動作モードへの移行条件が成立(つまり起動要因が検出)されたことによって動作モード切替信号PSOFFがLowになると、電源回路1からの主電源電圧が、第2電圧から第1電圧に向けて上昇していく。そして、時刻t10にて主電源電圧が5.5V以上になると、スイッチ回路30がオフし、スイッチ回路30を介した第2電圧V2の供給は遮断される。
しかし、スイッチ回路30のオフによって条件bが成立することになり、さらにこのとき、他の各条件a,cもいずれも成立している。そのため、ANDゲート34からの出力はHiとなり、補助用レギュレータ20が動作開始して、補助用レギュレータ20による第2電圧V2の供給が開始される。
その後、時刻t11にて電源回路1からの主電源電圧が10V以上になると、第1レギュレータ28が動作を開始する。そして、時刻t12にて第1レギュレータ28からの出力電圧が4V以上になると、第1コンパレータ31の出力がLowとなる。これは即ち、条件aが不成立となったことを意味している。そのため、ANDゲート34からの出力はLowとなり、補助用レギュレータ20が動作を停止する。このように、補助用レギュレータ20の動作は停止するが、第1レギュレータ28からの出力電圧が4V以上となり、やがて定格の第2電圧V2に達するため、常時供給電圧は第2電圧V2(又はその近傍)に維持され、第2機能部22等は引き続き動作を継続することができる。
以上説明した本実施形態の画像形成装置によれば、補助用レギュレータ20を備え、第1レギュレータ28及びスイッチ回路30のいずれからも第2機能部22等へ電源電圧(第2電圧V2)が供給されない無給電期間にはこの補助用レギュレータ20から電力供給を行うようにしている。
そのため、動作モードにかかわらず常時動作すべき第2機能部22等に対し、動作モードが切り替わる過程において電源電圧の供給が滞るのを防止して、動作モードの切り替わりが生じても継続して安定的に第2機能部22等を動作させることが可能となる。
また、省電力モード時には、電源回路1から直接、第2電圧V2が生成・出力され、これにより第1レギュレータ28は動作する必要がない。そのため、第1レギュレータ28の消費電力を低減することも可能となる。
また、補助用レギュレータ20を動作させるべきか否かを、3つの条件a〜cに基づいて判断するようにしており、これら各条件a〜cはそれぞれ、第1コンパレータ31、第2コンパレータ32、及びインバータ33によって判断され、その結果が最終的にANDゲート34から補助用レギュレータ制御信号として出力される。そのため、簡易的な回路構成でありながら上記各条件a〜cを確実に判断することができ、これにより、必要な時に確実に補助用レギュレータ20を動作させることが可能となる。
なお、第1電圧動作部23は本発明の第1負荷に相当し、第2電圧動作部24は本発明の第2負荷に相当し、第2機能部22は本発明の第3負荷に相当し、電源回路1は本発明の主電源回路に相当し、第1レギュレータ28は本発明の通常時第2電圧生成回路に相当し、補助用レギュレータ20は本発明の補助用第2電圧生成回路に相当し、第1コンパレータ31は本発明の第1判断手段に相当し、インバータ33は本発明の第2判断手段に相当し、第2コンパレータ32は本発明の第3負荷動作判断手段に相当する。
[変形例]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
例えば、図1に示したスイッチ回路30の構成はあくまでも一例であり、電源回路1からの主電源電圧を第2ダイオードD2を介して直接(第1レギュレータ28を介さずに)第2機能部22等へ供給することができる限り、具体的回路構成は限定されない。また、上記実施形態のスイッチ回路30は、電源回路1から入力される主電源電圧に応じてオン・オフされる構成であったが、更に、第2機能部22からの動作モード切替信号PSOFFも取り込み、動作モード切替信号PSOFFがHiの場合(つまり省電力モードに設定されている場合)にオンを許可するような構成としてもよい。
また、上記実施形態では、各基準電圧Vr1,Vr2をいずれも4Vとしたが、これはあくまでも一例に過ぎない。第1レギュレータ28がシャットダウンする入力電圧が10Vであることや、第1ツェナーダイオードZD1に逆方向電流が流れてスイッチ回路30がオフする入力電圧が5.5V以上であることについてもあくまでも一例である。
また、第1レギュレータ28が通常動作しているか否かの判断を第1レギュレータ28からの出力電圧に基づいて行うことについても、あくまでも一例に過ぎない。例えば、上記実施形態では第1レギュレータ28の最低動作入力電圧が10Vであるため、第1レギュレータ28の入力電圧が10V以上であるか否かに基づいて判断するようにしてもよい。また例えば、第1レギュレータ28内部の動作状態に基づいて判断してもよい。
また、スイッチ回路30がオンされているかオフされているかの判断を、上記実施形態では、スイッチ回路30を構成する第3トランジスタTr3のコレクタ電圧に基づいて行うようにしたが、これもあくまでも一例であり、例えば、主電源電圧が5.5V以上であるか否かに基づいて判断してもよいし、スイッチ回路30の出力電圧(つまり第1トランジスタTr1のコレクタ電圧)に基づいて判断するようにしてもよい。
更に、上記実施形態における、スイッチ回路30のオン・オフ状態を示す信号をインバータ33を介してANDゲート34に入力する構成、第1レギュレータ28にて第2電圧V2が出力(生成)されているか否か(詳しくは4V以上の電圧が出力されているか否か)を第1コンパレータ31で判断してその結果をANDゲート34に入力する構成、第2機能部22が動作状態であるか否かを第2コンパレータ32で判断してその結果をANDゲート34に入力する構成、そしてANDゲート34からの補助用レギュレータ制御信号に基づいて補助用レギュレータ20の動作を制御する構成は、いずれも一例である。補助用レギュレータ20を動作させるべきタイミング・期間に補助用レギュレータ20を動作させて第2電圧V2を出力させることができる限り、種々の構成を採ることができる。
なお、補助用レギュレータ20の動作条件のうち、条件cについては必須条件ではなく、条件a及び条件bが共に成立したならば補助用レギュレータ20を動作させてもよい。 但しそのようにすると、AC電源入力直後のコールドスタート時における、電源回路1が起動途中でまだ出力電圧が低い時に、補助用レギュレータ20が動作し、更にその負荷の1つとしての第2レギュレータ29(定電力負荷)も動作して、補助用レギュレータ20以下の負荷側に大電流が流れる状態となる。このような場合に、電源回路1に十分な電流供給能力がないと、電源回路1の動作に悪影響が生じるおそれがある。
そのため、特に本実施形態のように、補助用レギュレータ20から電源電圧が供給される負荷として第2レギュレータ29のような定電力負荷を含んでいる場合は、コールドスタート時には補助用レギュレータ20が動作しないようにすること(つまり条件cを加えること)が望ましく、そのようにすればコールドスタート時でまだ第2機能部22が動作していない時に補助用レギュレータ20が動作してしまうのを防ぐことができる。
また、上記実施形態では、第1レギュレータ28をスイッチングレギュレータ、補助用レギュレータ20をリニアレギュレータとして説明したが、これらもあくまでも一例であり、両者ともにそれぞれ上記実施形態とは異なる種類のレギュレータであってもよい。
1…電源回路、2…メイン基板、6…電源出力端子、7…動作モード切替信号入力端子、8,38…GND端子、11…トランス、12…スイッチング制御部、13…フォトカプラ、20…補助用レギュレータ、21…第1機能部、22…第2機能部、23…第1電圧動作部、24…第2電圧動作部、25…起動要因検出部、26…RTC、27…動作モード切替信号出力部、28…第1レギュレータ、29…第2レギュレータ、30…スイッチ回路、31…第1コンパレータ、32…第2コンパレータ、33…インバータ、34…ANDゲート、36…電源入力端子、37…動作モード切替信号出力端子、C1…充電用コンデンサ、C2…入力平滑コンデンサ、C3…三次出力平滑コンデンサ、C4…二次出力平滑コンデンサ、D1…第1ダイオード、D2…第2ダイオード、D3…第3ダイオード、D5〜D8…ダイオード、D9…三次整流ダイオード、D10…二次整流ダイオード、Tr1…第1トランジスタ、Tr2…第2トランジスタ、Tr3…第3トランジスタ、Tr4…スイッチングトランジスタ、Tr5…電圧切替トランジスタ、ZD1…第1ツェナーダイオード、ZD2…第2ツェナーダイオード、ZD3…第3ツェナーダイオード
Claims (10)
- 通常動作モード時には、第1電圧で動作する第1負荷並びに前記第1電圧より低い第2電圧で動作する第2負荷及び第3負荷へ該各電圧を出力して該各負荷を動作させ、省電力モード時には前記第3負荷へ前記第2電圧を出力して該第3負荷を動作させるための電源装置であって、
入力される動作モード切替信号に従い、主電源電圧として少なくとも前記第1電圧及び前記第2電圧のいずれかを出力可能であって、前記動作モード切替信号が前記通常動作モードを示す信号ならば前記主電源電圧を前記第1電圧に切り替え、前記動作モード切替信号が前記省電力モードを示す信号ならば前記主電源電圧を前記第2電圧に切り替える主電源回路と、
前記主電源回路からの前記主電源電圧を前記第1負荷へ供給するための第1負荷給電経路と、
前記主電源回路からの前記主電源電圧が入力され、該主電源電圧が、前記第1電圧より低く前記第2電圧よりも高い所定の入力閾値以上の場合に、該主電源電圧をもとに前記第2電圧を生成して前記第2負荷及び前記第3負荷へ出力する通常時第2電圧生成回路と、
前記主電源回路からの前記主電源電圧を前記通常時第2電圧生成回路を経ずに前記第3負荷へ供給するための第3負荷給電経路と、
前記動作モード切替信号が前記省電力モードを示す信号に切り替わった場合であって所定の導通条件が成立した場合に前記第3負荷給電経路を導通させ、前記動作モード切替信号が前記通常動作モードを示す信号に切り替わった場合であって所定の遮断条件が成立した場合に前記第3負荷給電経路を遮断する、スイッチ回路と、
前記主電源回路からの前記主電源電圧が入力され、前記通常時第2電圧生成回路による前記第2電圧の生成がなされず且つ前記スイッチ回路により前記第3負荷給電経路が遮断されている間に、該主電源電圧をもとに前記第2電圧を生成して前記第3負荷へ出力する補助用第2電圧生成回路と、
を備えたことを特徴とする電源装置。 - 請求項1に記載の電源装置であって、
前記通常時第2電圧生成回路による前記第2電圧の生成がなされない第2電圧非生成状態か否かを判断する第1判断手段と、
前記スイッチ回路により前記第3負荷給電経路が遮断された遮断状態か否かを判断する第2判断手段と、
を備え、
前記補助用第2電圧生成回路は、前記第1判断手段により前記第2電圧非生成状態と判断されて且つ前記第2判断手段により前記遮断状態と判断されている場合に、前記第2電圧を生成する
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項2に記載の電源装置であって、
前記第1判断手段は、前記通常時第2電圧生成回路から出力される電圧が前記第2電圧より低い所定の第1判定閾値より低い場合に、前記第2電圧非生成状態と判断する
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の電源装置であって、
前記スイッチ回路は、
前記第3負荷給電経路を導通・遮断する半導体スイッチ素子と、
前記導通条件及び前記遮断条件を判断し、前記導通条件が成立した場合に前記半導体スイッチ素子をオンさせ、前記遮断条件が成立した場合に前記半導体スイッチ素子をオフさせるスイッチ制御手段と、
を備え、
前記第2判断手段は、前記スイッチ制御手段の動作状態に基づき、該スイッチ制御手段が前記半導体スイッチ素子をオフさせている場合に、前記遮断状態と判断する
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電源装置であって、
前記第3負荷が動作状態であるか否かを判断する第3負荷動作判断手段を備え、
前記補助用第2電圧生成回路は、前記第3負荷動作判断手段により前記第3負荷が動作状態であると判断されている場合に、前記第2電圧を生成する
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項5に記載の電源装置であって、
前記第3負荷動作判断手段は、前記第3負荷へ供給されている電源電圧が所定の第2判定閾値以上である場合に、前記第3負荷が動作状態であると判断する
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の電源装置であって、
前記通常時第2電圧生成回路及び前記スイッチ回路から前記第3負荷へ前記第2電圧が供給される給電経路には、前記第3負荷へ供給される電圧により充電されると共に該充電電圧を前記第3負荷へ放電可能な静電容量素子が接続されている
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電源装置であって、
前記通常時第2電圧生成回路は、スイッチングレギュレータとして構成されている
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の電源装置であって、
前記補助用第2電圧生成回路は、リニアレギュレータとして構成されている
ことを特徴とする電源装置。 - 請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の電源装置と、
前記第1負荷の1つとしての、記録媒体への画像形成を行う画像形成手段を駆動する駆動手段と、
前記第2負荷の1つとしての、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
前記第3負荷の1つとしての、所定の省電力モード移行条件が成立した場合には前記省電力モードを示す前記動作モード切替信号を出力し、所定の通常動作モード移行条件が成立した場合には前記動作モードを示す前記動作モード切替信号を出力する切替信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010172545A JP2012033029A (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 電源装置及び画像形成装置 |
US13/193,021 US8941262B2 (en) | 2010-07-30 | 2011-07-28 | Power supply device and image forming apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010172545A JP2012033029A (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 電源装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012033029A true JP2012033029A (ja) | 2012-02-16 |
Family
ID=45526442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010172545A Pending JP2012033029A (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 電源装置及び画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8941262B2 (ja) |
JP (1) | JP2012033029A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014193018A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Brother Ind Ltd | 電源システム、同電源システムを備えた画像形成装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5714924B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2015-05-07 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 電圧識別装置及び時計制御装置 |
JP2013176245A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Ricoh Co Ltd | 電源供給装置、画像形成装置及び電源供給方法 |
EP2893610A2 (en) | 2012-08-14 | 2015-07-15 | Koninklijke Philips N.V. | Dc power distribution system |
KR102300316B1 (ko) * | 2014-03-06 | 2021-09-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 대기 전력 제어 장치, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 대기 전력 제어 방법 |
JP6415253B2 (ja) * | 2014-11-10 | 2018-10-31 | キヤノン株式会社 | 画像形成システム、該システムにおける画像形成装置の制御方法、及びプログラム |
US9781679B2 (en) * | 2015-11-27 | 2017-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic systems and method of operating electronic systems |
DE102018200668A1 (de) * | 2018-01-17 | 2019-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Schaltung zum Erkennen von Schaltungsdefekten und zur Vermeidung von Überspannungen in Reglern |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5309082A (en) | 1992-07-10 | 1994-05-03 | Hewlett-Packard Company | Hybrid linear-switching power supply |
JP3647235B2 (ja) | 1997-12-05 | 2005-05-11 | キヤノン株式会社 | コンピュータインタフェース付き通信端末装置 |
JP2010109962A (ja) | 2008-10-01 | 2010-05-13 | Brother Ind Ltd | 画像処理装置 |
TWI381621B (zh) * | 2009-04-30 | 2013-01-01 | Qisda Corp | 具省電機制之電源系統 |
KR101141416B1 (ko) * | 2010-08-18 | 2012-05-04 | 삼성전기주식회사 | 시스템 효율을 개선한 전원 장치 |
-
2010
- 2010-07-30 JP JP2010172545A patent/JP2012033029A/ja active Pending
-
2011
- 2011-07-28 US US13/193,021 patent/US8941262B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014193018A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Brother Ind Ltd | 電源システム、同電源システムを備えた画像形成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120026532A1 (en) | 2012-02-02 |
US8941262B2 (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012033029A (ja) | 電源装置及び画像形成装置 | |
JP4687958B2 (ja) | Dc−dcコンバータ | |
JP4923864B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US7075802B2 (en) | Semiconductor device for controlling switching power supply | |
US7012818B2 (en) | Switching power supply device | |
AU2014355917B2 (en) | Power source apparatus and electric device | |
US7148665B2 (en) | Power supplying methods and apparatus that provide stable output voltage | |
JP2004088959A (ja) | スイッチング電源装置 | |
US9293983B2 (en) | Switching power-supply apparatus | |
US7573251B2 (en) | AC-to-DC voltage regulator | |
JP4033855B2 (ja) | スイッチング電源制御用半導体装置およびそれを用いたスイッチング電源装置 | |
JP4862362B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2010068631A (ja) | 減電圧検出回路及びスイッチング電源システム | |
JP4093185B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2006006094A (ja) | 同期整流機能を有する可変周波数フライバックコンバータ | |
JP4173115B2 (ja) | スイッチング電源制御用半導体装置 | |
US9262708B2 (en) | Low-capacity power supply, power supply system, and image forming apparatus | |
JP2007236112A (ja) | スイッチング電源回路 | |
US6519163B1 (en) | Power supply unit | |
JP2001045749A (ja) | スイッチング電源装置およびその動作方法 | |
JP2001309653A (ja) | スイッチング電源回路 | |
JP2006129547A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP6129056B2 (ja) | 電源供給装置及び映像表示装置 | |
JP2001224166A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2003169467A (ja) | 動作制御装置およびそれを用いるスイッチング電源装置 |