JP2023178164A - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易で安価な手段によって電源装置に接続された後段の回路への突入電流を抑制しつつ、間欠発振動作による電圧変動の影響でスイッチ手段又はスイッチ手段の後段に接続された電源のオン、オフ動作の繰り返しを避けること。【解決手段】電源ユニット120は、低電圧出力モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、第2直流電圧は、間欠発振動作により所定範囲で変動し、導通状態で電源ユニット120により生成された第1直流電圧(Vo1)を後段の負荷(駆動系ユニット130)へ出力し、非導通状態で第1直流電圧の負荷への出力を遮断するFET210を備え、FET210は、所定範囲外で動作を開始するものであり、CPU122は、電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードへ移行させる際には、FET210を導通状態にした後に、低電圧出力モードから通常モードへ移行させるよう制御する。【選択図】図2
Description
本発明は、電源装置及び複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に安価で簡素な電源装置を実現するための構成に関する。
画像形成装置に搭載された電源装置は、近年益々省エネルギー化、低コスト化が求められている。電源装置には、低コスト化のための施策として、1つのAC-DCコンバータが高電圧と低電圧の2つ以上の電圧をモードに応じて切り替えて出力するよう構成されているものがある。1コンバータ方式では、プリント動作や画像スキャンを行うために駆動系ユニットへ例えば24Vといった比較的高電圧を出力するモードと、低消費電力化を図るために、例えば6Vといった比較的低電圧を出力するモードとを有している。AC-DCコンバータの後段には、制御系回路を動作させるためのDC-DCコンバータを更に備え、前述の24Vや6Vといった電圧から例えば3.3Vといった制御系回路に供給するための電圧を生成している。電源装置は、低消費電力モードとして6Vを出力しているときは、不要な消費電力を低減させるべく24Vで動作する各駆動系ユニットへの電圧供給を停止させるためのスイッチ手段を設け、各駆動系ユニットへの電圧供給を遮断している。各駆動系ユニットには、供給電圧を安定化させるためのコンデンサがその前段に設けられている。
1コンバータ方式の構成においては、低電圧(例えば6V)を出力する低電力モードから、プリント等の動作が可能な通常(スタンバイ)モードへ移行する場合、次のような制御が行われている。すなわち、出力電圧を低電圧である6Vから高電圧である24Vへ遷移させ、その後電圧が安定したところでスイッチ手段を遮断状態から接続状態へ遷移させている。このため、スイッチ手段を導通させる際、各ユニットにおける前段に配置されたコンデンサへ大きな突入(ラッシュ)電流が流れる。この突入電流の影響で周辺回路に誤動作を引き起こしたり、突入電流に耐え得るよう電流定格の大きなスイッチ手段を用いることによるコストアップを引き起こしたり、といった課題がある。このような課題に対する1つの対策として、例えば特許文献1では、次のような構成が提案されている。すなわち、1コンバータの出力を低電圧である3.3Vから高電圧である24Vへ遷移させる際に、出力電圧が3.3Vの状態のままスイッチ手段を導通させ、その後出力電圧を24Vへ遷移させて突入電流を抑制している。
しかしながら、通常1コンバータ方式は、低消費電力モードでは消費電力を低減するために間欠発振動作となり、出力電圧が所定の電圧範囲で上下動を繰り返している。この場合、その電圧変動内にスイッチ手段の閾値電圧が入ってしまい、又は、スイッチ手段の後段に接続されたDC-DCコンバータの起動電圧が入ってしまい、ON/OFF動作を繰り返してしまう場合がある。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡易で安価な手段によって電源装置に接続された後段の回路への突入電流を抑制しつつ、間欠発振動作による電圧変動の影響でスイッチ手段又はスイッチ手段の後段に接続された電源のオン、オフ動作の繰り返しを避けることを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を後段の負荷へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記負荷への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記スイッチ手段は、前記所定範囲外で動作を開始するものであり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。
(2)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲内にあり、かつ、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧よりも低く、前記所定範囲外にあるように構成され、又は、前記起動電圧は前記所定範囲外にあり、かつ、前記停止電圧は前記所定範囲内にあるように構成され、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。
(3)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲外にあり、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧以下であり、かつ前記所定範囲外にあり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。
(4)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を後段の負荷へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記負荷への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記スイッチ手段は、前記所定範囲外で動作を開始するものであり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
(5)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲内にあり、かつ、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧よりも低く、前記所定範囲外にあるように構成され、又は、前記起動電圧は前記所定範囲外にあり、かつ、前記停止電圧は前記所定範囲内にあるように構成され、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
(6)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段は、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧が前記所定範囲外で動作を開始する、及び、前記起動電圧以下であり前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧が前記所定範囲外で動作を停止するものであり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
(1)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を後段の負荷へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記負荷への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記スイッチ手段は、前記所定範囲外で動作を開始するものであり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。
(2)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲内にあり、かつ、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧よりも低く、前記所定範囲外にあるように構成され、又は、前記起動電圧は前記所定範囲外にあり、かつ、前記停止電圧は前記所定範囲内にあるように構成され、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。
(3)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲外にあり、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧以下であり、かつ前記所定範囲外にあり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。
(4)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を後段の負荷へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記負荷への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記スイッチ手段は、前記所定範囲外で動作を開始するものであり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
(5)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲内にあり、かつ、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧よりも低く、前記所定範囲外にあるように構成され、又は、前記起動電圧は前記所定範囲外にあり、かつ、前記停止電圧は前記所定範囲内にあるように構成され、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
(6)交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、前記第2生成手段は、前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧が前記所定範囲外で動作を開始する、及び、前記起動電圧以下であり前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧が前記所定範囲外で動作を停止するものであり、前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、簡易で安価な手段によって電源装置に接続された後段の回路への突入電流を抑制しつつ、間欠発振動作による電圧変動の影響でスイッチ手段又はスイッチ手段の後段に接続された電源のオン、オフ動作の繰り返しを避けることができる。
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
[画像形成装置]
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を示す断面図である。なお、実施例1では、画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタの場合で説明するが、複写機やファクシミリ又はこれらの複合機等の画像形成装置であってもよい。図1に示すレーザービームプリンタ本体101(以下本体101という)は、記録媒体である記録材Sを収納する給紙カセット104を有し、給紙カセット104から記録材Sを繰り出す給紙ローラ141、搬送ローラ対142を有する。本体101は、搬送ローラ対142の下流に、記録材Sの先端を検出するトップセンサ143と記録材Sを同期搬送するレジストレーション(以下、レジストという)ローラ対144を有する。本体101は、レジストローラ対144の下流にレーザースキャナー106からのレーザー光に基づいて、記録材S上にトナー像を形成するカートリッジユニット105を有する。カートリッジユニット105は、公知の電子写真プロセスに必要な、像担持体である感光ドラム148、帯電ローラ147、現像ローラ146等を有している。これらは、転写ローラ145と共に記録材S上にトナー像を形成する画像形成手段として機能する。本体101は、その下流に、記録材S上に形成された未定着のトナー像を熱定着するための定着器103を有する。定着器103は、定着フィルム149、加圧ローラ150、定着フィルム149内部に配置されるヒータ102、同じく定着フィルム149内でヒータ102の温度を検知するようヒータ102近傍に配置されたサーミスタ109を有する。本体101は、その下流に排出ローラ対151を有し、トナー像形成後、熱定着させた記録材Sを排出する。
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を示す断面図である。なお、実施例1では、画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタの場合で説明するが、複写機やファクシミリ又はこれらの複合機等の画像形成装置であってもよい。図1に示すレーザービームプリンタ本体101(以下本体101という)は、記録媒体である記録材Sを収納する給紙カセット104を有し、給紙カセット104から記録材Sを繰り出す給紙ローラ141、搬送ローラ対142を有する。本体101は、搬送ローラ対142の下流に、記録材Sの先端を検出するトップセンサ143と記録材Sを同期搬送するレジストレーション(以下、レジストという)ローラ対144を有する。本体101は、レジストローラ対144の下流にレーザースキャナー106からのレーザー光に基づいて、記録材S上にトナー像を形成するカートリッジユニット105を有する。カートリッジユニット105は、公知の電子写真プロセスに必要な、像担持体である感光ドラム148、帯電ローラ147、現像ローラ146等を有している。これらは、転写ローラ145と共に記録材S上にトナー像を形成する画像形成手段として機能する。本体101は、その下流に、記録材S上に形成された未定着のトナー像を熱定着するための定着器103を有する。定着器103は、定着フィルム149、加圧ローラ150、定着フィルム149内部に配置されるヒータ102、同じく定着フィルム149内でヒータ102の温度を検知するようヒータ102近傍に配置されたサーミスタ109を有する。本体101は、その下流に排出ローラ対151を有し、トナー像形成後、熱定着させた記録材Sを排出する。
電源ユニット120は、後述のエンジンコントローラ123、駆動部(不図示)、高電圧電源(不図示)、レーザースキャナー106が有する回転多面鏡の駆動部(不図示)等に電圧を供給している。ここで、駆動部、高電圧電源、レーザースキャナー106の駆動部等を、以下、後段の負荷としての複数ユニットである駆動系ユニット130(図2参照)という。なお、駆動部(不図示)は、モータやクラッチ等を含む。高電圧電源(不図示)は、カートリッジユニット105に高電圧を供給するための電源である。
電源ユニット120は、交流電圧から第1直流電圧(24V)を生成する第1モード、又は、第1直流電圧よりも低い第2直流電圧(6V~8V)を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段である。制御手段であるCPU122は、電源ユニット120の第1モードから第2モードへの移行、又は、第2モードから第1モードへの移行を制御する。また、電源ユニット120は、第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、第2直流電圧は、間欠発振動作により所定範囲(例えば、6V~8V)で変動する。電源ユニット120については後述する。
エンジンコントローラ123は、本体101の制御を行う。エンジンコントローラ123には、CPU122及びDC-DCコンバータ121が搭載されている。DC-DCコンバータ121は、第1直流電圧又は第2直流電圧から第1直流電圧又は第2直流電圧よりも低い第3直流電圧(3.3V)を生成する第2生成手段である。DC-DCコンバータ121は、CPU122に第3直流電圧を供給する。そしてCPU122が上述した駆動部を制御することにより、記録材Sの搬送路上に設けられた上述した各ローラを動作させて記録材Sの搬送を制御する。CPU122は、搬送の制御と共に、レーザースキャナー106、カートリッジユニット105、定着器103等を制御して画像形成(以下、プリントともいう)動作を行う。また、DC-DCコンバータ121は、電源ユニット120から供給される電圧を基に、主に制御系回路で使用する、例えば第3直流電圧である電圧3.3Vを生成している。DC-DCコンバータ121で生成された電圧3.3Vは、エンジンコントローラ123の内部にあるCPU122、制御回路(不図示)を含む制御系の回路に供給されている。また、電圧3.3Vは、後述するビデオコントローラ131、レーザースキャナー106のレーザー発光部(不図示)、トップセンサ143、搬送センサ(不図示)等を含む制御系の回路にも供給されている。
ビデオコントローラ131は、エンジンコントローラ123とエンジンインターフェース133を介して接続される。これと共に、ビデオコントローラ131は、パーソナルコンピュータ等の外部装置132と有線、無線による通信手段やUSB等のような汎用の外部インターフェース134で接続されている。
電源ユニット120では、後述する商用電源のような交流電源201(図2参照)のゼロクロスタイミングを検知しており、ゼロクロス検知信号(不図示)をエンジンコントローラ123に送信している。ここで、ゼロクロスタイミングとは、交流電源201から出力される交流電圧の波形が所定の極性(例えば正極性)から反対の極性(例えば負極性)へ変化する、又は、反対の極性から所定の極性へ変化する、言い換えれば0V近傍を横切るタイミングである。そしてエンジンコントローラ123は、交流電源201からの電力を、ゼロクロスタイミングに同期して所定の位相角又は所定の波数のデューティー比となるようスイッチング手段(不図示)を制御し、ヒータ102が所定の温度となるように制御する。
ビデオコントローラ131は、外部インターフェース134からプリント情報及び印刷用データを受け取る。なお、プリント情報には、記録材Sの種類(サイズ、普通紙、厚紙、光沢紙等の種類等)や印刷枚数、各種設定等を含む。そしてビデオコントローラ131は、内部に画像制御部(不図示)を搭載し、印刷用データを実際にプリントが可能な画像データへ展開する。その後、エンジンコントローラ123は、所定のタイミングでビデオコントローラ131からエンジンインターフェース133を介して画像データを受け取り、レーザースキャナー106へ送る。
電源ユニット120についてさらに詳しく説明する。電源ユニット120はスイッチング電源であり、内部に不図示のトランス及びスイッチング素子等を有している。このスイッチング素子は、オン/オフ動作(スイッチング動作)を繰り返すことによってトランスの1次巻線に電力を供給し、オンとオフのデューティー比率を変化させたり、周波数を変化させたりすることでトランス2次側へ出力する電圧(電源ユニット120の出力電圧)を調整している。通常、24Vといった高い電圧を出力する時のように比較的負荷が重い場合、オン/オフ動作を連続的に行っている。そして、6V~8Vといった低い電圧を出力する時のように比較的負荷が軽い場合は、オン/オフ動作を停止する期間を設けて間欠発振動作させている。このように間欠発振動作を行ことで出力電圧が6V~8Vというように電圧が変動する一方で、スイッチング回数を低減させることができ、低消費電力化が図れる。よって電圧変動範囲を大きくする程スイッチング動作を停止する期間を長く取ることができ、低消費電力化には有利である。
表1は、1列目に本体101の状態を示す各モード、2列目に各モード時の電源ユニット120の状態、3列目に電圧Vo1(V)、4列目に後述するFET210(ON又はOFF)、5列目に補足説明をそれぞれ示す。本体101の動作モードは、1つ目がプリント動作を行うプリントモード、2つ目がプリント動作への即時移行が可能なスタンバイモードである。さらに、3つ目が消費電力を抑えるためのスリープモード(省電力モード)、4つ目が、電源が停止した状態(OFF状態)となる電源オフ(OFF)モードである。スリープモードでは、プリント指示を受けるための必要最低限の電力消費に抑えられる。よって、プリント指示を受けてからプリント動作開始までには時間を要する。
なお、電源ユニット120の状態については、本体101がプリントモード及びスタンバイモードのときに後述する第1モードである通常モードで動作している。電源ユニット120が通常モードのとき、電圧Vo1は例えば第1直流電圧である24Vであり、FET210は導通している。以降、FET210が導通している状態(導通状態)をON、非導通の状態(非導通状態)をOFFとも表現する。また、電源ユニット120は、本体101がスリープモード及び電源OFFモードのときに後述する第2モードである低電圧出力モードで動作している。電源ユニット120が低電圧出力モードのとき、電圧Vo1は例えば第2直流電圧である6V~8Vであり、FET210はOFFとなっている。詳細は後述する。
[回路構成]
図2は、実施例1の電源ユニット120及びエンジンコントローラ123を含む本体101の回路構成を示す図である。電源ユニット120は交流電源201に接続されており、入力された交流電圧から直流電圧である電圧Vo1を生成し、出力している。ここで、電源ユニット120は、表1に示すとおり、本体101の動作モードに応じて2つのモードを有している。1つ目は本体101のプリントモード及びスタンバイモードに対応した、比較的高い第1直流電圧である例えば24Vを出力する通常モードである。もう1つは本体101のスリープモード及び電源OFFモードに対応した、比較的低い電圧、すなわち第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を出力する低電圧出力モードである。そして電源ユニット120のモード切り替えは、エンジンコントローラ123に搭載されるCPU122が行っている。CPU122は、Vo1電圧切替信号を電源ユニット120へ送信し、信号レベルを切り替えることで電圧Vo1の電圧値の切り替えを行う。例えばCPU122は、Vo1電圧切替信号をローレベルからハイレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードに切り替え、Vo1電圧切替信号をハイレベルからローレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を通常モードから低電圧出力モードに切り替えてもよい。ここで、Vo1電圧切替信号は、ローレベル又はハイレベルのいずれかのレベルで出力されている。なお、CPU122は、Vo1電圧切替信号をハイレベルからローレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードに切り替え、Vo1電圧切替信号をローレベルからハイレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を通常モードから低電圧出力モードに切り替えてもよい。実施例1では、Vo1電圧切替信号がローレベルのときに低電圧出力モードであることを特徴とする。
図2は、実施例1の電源ユニット120及びエンジンコントローラ123を含む本体101の回路構成を示す図である。電源ユニット120は交流電源201に接続されており、入力された交流電圧から直流電圧である電圧Vo1を生成し、出力している。ここで、電源ユニット120は、表1に示すとおり、本体101の動作モードに応じて2つのモードを有している。1つ目は本体101のプリントモード及びスタンバイモードに対応した、比較的高い第1直流電圧である例えば24Vを出力する通常モードである。もう1つは本体101のスリープモード及び電源OFFモードに対応した、比較的低い電圧、すなわち第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を出力する低電圧出力モードである。そして電源ユニット120のモード切り替えは、エンジンコントローラ123に搭載されるCPU122が行っている。CPU122は、Vo1電圧切替信号を電源ユニット120へ送信し、信号レベルを切り替えることで電圧Vo1の電圧値の切り替えを行う。例えばCPU122は、Vo1電圧切替信号をローレベルからハイレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードに切り替え、Vo1電圧切替信号をハイレベルからローレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を通常モードから低電圧出力モードに切り替えてもよい。ここで、Vo1電圧切替信号は、ローレベル又はハイレベルのいずれかのレベルで出力されている。なお、CPU122は、Vo1電圧切替信号をハイレベルからローレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードに切り替え、Vo1電圧切替信号をローレベルからハイレベルへ切り替える事で、電源ユニット120を通常モードから低電圧出力モードに切り替えてもよい。実施例1では、Vo1電圧切替信号がローレベルのときに低電圧出力モードであることを特徴とする。
(低電圧出力モード時の間欠発振動作)
低電圧出力モード時、電源ユニット120は省電力のために間欠発振動作となる。図3(a)は電源ユニット120が低電圧出力モードで動作しているときの、電圧Vo1を示す図である。図3(a)は、横軸に時間、縦軸に電圧Vo1(V)を示す。図3(a)に示すように、電源ユニット120が低電圧出力モードで動作しているとき、電圧Vo1は例えば6Vから8Vの範囲で変動を繰り返している。このように間欠発振動作を行うことで、スイッチング動作が必要最低限の回数頻度に抑えられ、電源ユニット120の効率を高めることができる。すなわち、電源ユニット120は、低電圧出力モードに入ることで、本体101の消費電力をより低く抑えることができる。
低電圧出力モード時、電源ユニット120は省電力のために間欠発振動作となる。図3(a)は電源ユニット120が低電圧出力モードで動作しているときの、電圧Vo1を示す図である。図3(a)は、横軸に時間、縦軸に電圧Vo1(V)を示す。図3(a)に示すように、電源ユニット120が低電圧出力モードで動作しているとき、電圧Vo1は例えば6Vから8Vの範囲で変動を繰り返している。このように間欠発振動作を行うことで、スイッチング動作が必要最低限の回数頻度に抑えられ、電源ユニット120の効率を高めることができる。すなわち、電源ユニット120は、低電圧出力モードに入ることで、本体101の消費電力をより低く抑えることができる。
図2の説明に戻る。電源ユニット120から出力された電圧Vo1は、エンジンコントローラ123内のDC-DCコンバータ121に供給されると共に電界効果トランジスタ(以下、FETという)210にも供給される。
スイッチ手段であるFET210は、導通状態で電源ユニット120により生成された電圧Vo1を後段の負荷へ出力し、非導通状態で電圧Vo1の負荷への出力を遮断する。DC-DCコンバータ121は、電源ユニット120から出力された電圧Vo1が入力され、その電圧Vo1が6Vから24Vの範囲で変動しても、3.3Vを出力するように動作する。そしてDC-DCコンバータ121から出力された3.3Vは、前述のとおり、CPU122等、本体101内の制御系回路に供給される。なお、DC-DCコンバータ121は入力電圧が出力電圧3.3Vに近い程効率が良い。よって電源ユニット120が通常動作モードで24Vを出力しているときよりも、低電圧出力モードとなって6Vから8Vの範囲を出力しているときの方が、より高効率に動作することができる。すなわち、電源ユニット120が低電圧出力モードに入ることによって、DC-DCコンバータ121も併せて、本体101の消費電力をより低く抑えることができる。
FET210は、電源ユニット120から出力された電圧Vo1を電圧Vo2として本体101内部の駆動系ユニット130へ供給/遮断するためのスイッチング素子であり、CPU122によって制御される。抵抗212、213は、FET210のゲート電圧を与えるための抵抗である。抵抗213(の他端)は抵抗212に接続され、抵抗212と抵抗213の接続点は、FET210のゲート端子に接続されている。
(ON/OFF信号をハイレベルにしたとき)
CPU122は、ON/OFF信号によってFET210の導通又は非導通を制御している。CPU122がON/OFF信号をハイレベルにすることで抵抗214を介してトランジスタ211のベース端子がハイとなってトランジスタ211がオンする。ここで、抵抗214の一端はCPU122に接続され、他端はトランジスタ211のベース端子に接続されている。トランジスタ211は、エミッタ端子が接地され、コレクタ端子が抵抗213の一端に接続されている。なお、抵抗213の他端は、上述したように抵抗212に接続されている。
CPU122は、ON/OFF信号によってFET210の導通又は非導通を制御している。CPU122がON/OFF信号をハイレベルにすることで抵抗214を介してトランジスタ211のベース端子がハイとなってトランジスタ211がオンする。ここで、抵抗214の一端はCPU122に接続され、他端はトランジスタ211のベース端子に接続されている。トランジスタ211は、エミッタ端子が接地され、コレクタ端子が抵抗213の一端に接続されている。なお、抵抗213の他端は、上述したように抵抗212に接続されている。
トランジスタ211がオンすると、FET210のゲート電圧が電圧Vo1を抵抗212と抵抗213とで分圧した電圧となる。ここで抵抗212及び抵抗213は同じ抵抗値である。このため、FET210のゲート端子の電圧(以下、ゲート端子電圧という)は、電圧Vo1のほぼ1/2の電圧(Vo1/2)となる。電源ユニット120が低電圧出力モードで、図3(a)のように電圧Vo1が6Vから8Vの範囲で電圧を出力していると、FET210のゲート端子には3V(=6/2V)から4V(=8/2V)の範囲で電圧が印加される。するとFET210のソース端子の電圧(以下、ソース端子電圧という)である電圧Vo1に対し、FET210のゲート端子電圧は-3Vから-4Vとなる。FET210のゲート閾値電圧は、これらの電圧よりも高く設定されており、ここでは、例えば-2.5V(>-3V、>-4V)である。すなわちFET210のソース端子電圧に対し、ゲート端子電圧がゲート閾値電圧より低くなることで、FET210はONする。
以上のとおり、電源ユニット120が低電圧出力モードであっても、CPU122は、ON/OFF信号をハイレベルにすることで、FET210をONすることができる。そして低電圧出力モードで電圧Vo1が変動を繰り返しても、FET210はON状態を継続することが可能である。FET210がONすることで、電圧Vo2は電圧Vo1と同電位になる(Vo2=Vo1)。これにより、駆動部(不図示)、カートリッジユニット105に高電圧を供給するための高電圧電源(不図示)、レーザースキャナー106の駆動部(不図示)等の駆動系ユニット130に、6Vから8Vの範囲で変動している電圧Vo2が供給される。なお、低電圧出力モードでは、駆動系ユニット130は、CPU122から出力される制御信号(不図示)によって停止している。
ここで、これら駆動系ユニット130には、供給される電圧Vo2を安定させるため、入力段に入力コンデンサ130cが各々配置されている。すなわち、後段の負荷は、第1直流電圧により動作し、導通状態となったFET210を介して入力された第1直流電圧(24V)を安定させるためのコンデンサを有している。なお、図2の入力コンデンサ130cは実際の接続態様を示すものではない。入力コンデンサ130cは、実際には複数あるが、説明を簡単にするため、1つだけ図示している。入力コンデンサ130cがあるため、FET210をONすることによって電圧Vo1から電圧Vo2に突入電流が流れる。このときの突入電流の大きさは、電圧Vo1の電圧値に依存し、電圧が高い程大きくなる。よって従来のように電源ユニット120が通常モードにあるときにFET210がONされると、大きな突入電流が流れる。それに対し実施例1では、24Vと比較して電圧Vo1が低い電圧のときにFET210をONさせることができるため、突入電流を低く抑えることができる。よってFET210の電流定格を低く抑えることができ、FET210に、より安価な素子を選定することができる。
(ON/OFF信号をローレベルにしたとき)
一方、CPU122がON/OFF信号をローレベルにすると、抵抗214を介してトランジスタ211がオフとなる。するとFET210のゲート端子電圧がFET210のソース端子電圧である電圧Vo1と同電位、すなわちFET210のゲート端子電圧がソース端子電圧に対しほぼ0Vとなり、ゲート閾値電圧である-2.5Vよりも高くなる。このため、FET210はOFFする。
一方、CPU122がON/OFF信号をローレベルにすると、抵抗214を介してトランジスタ211がオフとなる。するとFET210のゲート端子電圧がFET210のソース端子電圧である電圧Vo1と同電位、すなわちFET210のゲート端子電圧がソース端子電圧に対しほぼ0Vとなり、ゲート閾値電圧である-2.5Vよりも高くなる。このため、FET210はOFFする。
表1の例では、電源ユニット120が低電圧出力モードにおいて、電圧Vo1が6Vから8Vの間を上下している状態でFET210がONする例を記載しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、FET210のゲート閾値電圧が-5Vで、電源ユニット120が低電圧出力モード時に、FET210がONしない構成であってもよい。この場合、電源ユニット120が低電圧出力モードで、電圧Vo1の変動範囲が表1と同様、6Vから8Vのとき、FET210のゲート端子電圧はFET210のソース端子電圧に対し、-3Vから-4Vとなる。このため、FET210のゲート閾値電圧は-5Vまで到達しない。よって、ON/OFF信号がハイレベルとなってもFET210はONしない。
トランジスタ211をONにしたまま、電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへ遷移する際、電圧遷移の初期段階で電圧Vo1が10Vに達すると、FET210のソース端子電圧である電圧Vo1に対し、ゲート端子電圧が-5Vとなる。これによりFET210のゲート端子電圧がゲート閾値電圧に達し、FET210をONさせることができる。そしてその後、電圧Vo1は24Vに達する。このように、電圧Vo1が24Vに対し10Vと低い電圧でFET210をONさせることができるので、電圧Vo1が24Vのときと比較して、突入電流を低く抑えることができる。
また、これらFET210のゲート閾値電圧を変えることなく、言い換えればFET210を特性が違う別のFETに変えることなく、抵抗212、213の抵抗値の比率を変えることによっても、FET210の動作点を変えて同様の効果を得ることができる。例えば、抵抗212、213の抵抗値の比率を1:3と設定してもよい。この場合、FET210のゲート端子電圧は電圧Vo1の-1/4となる。電圧Vo1の電圧の変動範囲が6Vから8Vである場合、FET210のゲート端子電圧は-1.5V(=-6/4V)から-2V(=-8/4V)の範囲で変動することとなる。FET210のゲート閾値電圧が-2.5Vであったとすると、電源ユニット120が低電圧出力モードで動作している際は、FET210がONせず、電圧Vo1が10Vを越えたときにゲート閾値電圧-2.5Vを越えることとなる。このように、FET210のゲート閾値電圧と、抵抗212、213の抵抗値の比率とを組み合わせて変えることで、FET210が遮断(OFF)/導通(ON)する電圧Vo1をコントロールすることが可能である。
以上のように、電源ユニット120の低電圧出力モードにおける電圧Vo1の出力範囲にて、FET210がON/OFF動作しないように設定する必要がある。すなわち、電源ユニット120が低電圧出力モードで、CPU122がON/OFF信号をハイレベルにしたとき、FET210がONする電圧Vo1の範囲を、図3(b)に示す斜線の領域に設定する必要がある。ここで、図3(b)は、電圧Vo1の値と、電圧Vo1の値に対応するモード、FET210の状態との関係を説明する図である。図3(b)には、電源ユニット120が通常モード(Vo1=24V)を実線で示す。また、低電圧出力モード(6V≦Vo1≦8V)のときの電圧Vo1の変動範囲を縦線のハッチングで示す。さらに、FET210のONが可能な領域(ON可能領域)を斜線のハッチングで示す。
FET210のONする電圧Vo1は、図3(b)の斜線の範囲にあればよく、FET210は、6V~8Vの範囲外(所定範囲外)で動作を開始するものである。すなわち、電源ユニット120が低電圧出力モードのときに、CPU122がON/OFF信号をハイレベルにしても、電圧Vo1の変動によってFET210がONしたりOFFしたりすることがない。すなわち、この範囲であれば、FET210が不安定な動作をすることがない。なお、電圧Vo1から電圧Vo2への突入電流をできるだけ減少させるためには、図3(b)の斜線の領域の、より低電圧側でFET210がONするように構成した方がよい。
なお、電源ユニット120の低電圧出力モードにおける電圧Vo1の出力範囲は実施例1では6Vから8Vと2Vの電圧幅を有しているが、これに限ったものではなく、電圧幅が2Vより広い場合であっても、逆に電圧幅が2Vより狭い場合であってもよい。また、構成によっては、電圧幅が1V未満の狭い電圧幅であってもよい。
[電源装置の制御]
次に実施例1の制御について図4のフローチャートを用いて説明する。ここでの電源装置には、電源ユニット120、CPU122、FET210、DC-DCコンバータ121が含まれていてよい。本体101が交流電源201に接続されることにより電源ユニット120へ交流電圧が供給されると、ステップ(以下、Sとする)102以降の処理が開始される。S102で電源ユニット120は、低電圧出力モードで起動する。これは、起動していないエンジンコントローラ123内のCPU122ではVo1電圧切替信号がローレベルとなっているためである。電源ユニット120は、電圧Vo1として6Vから8Vの範囲で出力を開始し、電圧Vo1をエンジンコントローラ123に供給する。エンジンコントローラ123では、DC-DCコンバータ121が動作を開始して電圧3.3Vを出力し、CPU122を含む制御系回路へ電圧3.3Vを供給する。S103でエンジンコントローラ123が起動し、CPU122は、Vo1電圧切替信号出力をローレベルにして電源ユニット120を低電圧出力モードに設定すると共に、本体101を電源OFFモードへ移行させる。
次に実施例1の制御について図4のフローチャートを用いて説明する。ここでの電源装置には、電源ユニット120、CPU122、FET210、DC-DCコンバータ121が含まれていてよい。本体101が交流電源201に接続されることにより電源ユニット120へ交流電圧が供給されると、ステップ(以下、Sとする)102以降の処理が開始される。S102で電源ユニット120は、低電圧出力モードで起動する。これは、起動していないエンジンコントローラ123内のCPU122ではVo1電圧切替信号がローレベルとなっているためである。電源ユニット120は、電圧Vo1として6Vから8Vの範囲で出力を開始し、電圧Vo1をエンジンコントローラ123に供給する。エンジンコントローラ123では、DC-DCコンバータ121が動作を開始して電圧3.3Vを出力し、CPU122を含む制御系回路へ電圧3.3Vを供給する。S103でエンジンコントローラ123が起動し、CPU122は、Vo1電圧切替信号出力をローレベルにして電源ユニット120を低電圧出力モードに設定すると共に、本体101を電源OFFモードへ移行させる。
S104でCPU122は、本体101の電源スイッチ(不図示)がONになったか否かを判断する。S104でCPU122は、電源スイッチがONでないと判断した場合、処理をS104に戻し、ONしたと判断した場合、処理をS105に進める。すなわち、CPU122は、電源スイッチが押下されるのを監視しながら、電源OFFモードを継続する。
そして電源スイッチが押下されると、S105でCPU122は、ON/OFF信号をハイレベルにしてFET210をONする。これにより、電圧Vo2にも電圧範囲6Vから8Vの電圧が供給され、駆動系ユニット130の前段にある入力コンデンサ130cへ充電される。S106でCPU122は、Vo1電圧切替信号を切り替えて電源ユニット120を通常モードにする。これにより電源ユニット120は電圧Vo1として6Vから8Vを出力する低電圧出力モードから24Vを出力する通常モードへ遷移する。このように制御することで、FET210がONする際の突入電流を低く抑えることができる。
S107で本体101は、スタンバイモードへ移行し、プリント動作へすぐに移行することが可能な状態となる。これにより、本体101はプリント指示待ち状態となり、S108でCPU122は、プリント指示を受信してプリントモードに移行するか否かを判断し、プリントモードに移行しないと判断した場合、処理をS110に進める。S108でCPU122は、プリント指示を受けると、プリントモードに移行すると判断し、処理をS109に進める。S109でCPU122は、プリント動作を行い、処理をS108に戻す。
S110でCPU122は、スリープモードに移行するか否かを判断する。S110でスリープモードに移行しないと判断した場合、処理をS108に戻し、スリープモードに移行すると判断した場合、処理をS111に進める。例えば、プリント指示待ちの状態で所定時間が経過した場合や、ユーザからのスリープモードへの移行操作があった場合等に、CPU122がスリープモードへの移行を開始する。S111でCPU122は、Vo1電圧切替信号を切り替えて電源ユニット120を低電圧出力モードへ移行させる。S112でCPU122は、ON/OFF信号をローレベルに切り替えてFET210をOFFする。S113でCPU122は本体101をスリープモードへ遷移させる。
S114でCPU122は、スタンバイモードへ移行するか否かを判断し、移行しないと判断した場合は、処理をS114に戻し、スリープモードを継続する。S114でCPU122は、プリント指示やユーザからのスタンバイモードへの移行指示が出された場合には、スタンバイモードへ移行すると判断し、処理をS105へ戻してスタンバイモードへ移行する(S105~S107)。
このように、CPU122は、電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードへ移行させる際には、FET210を導通状態にした後に、低電圧出力モードから通常モードへ移行させるよう制御する。一方、CPU122は、電源ユニット120を通常モードから低電圧出力モードへ移行させる際には、通常モードから低電圧出力モードへ移行させた後に、FET210を非導通状態にするよう制御する。なお、通常モードから低電圧出力モードへ移行する場合、先にFET210をOFFした後に低電圧出力モードへ移行してもよい。
以上述べたとおり実施例1では、電源ユニット120が低電圧出力モードにおいて、FET210をONした後に通常モードに移行させることで、電圧Vo1から電圧Vo2へ流れる突入電流を低く抑えることができる。このため、スイッチ手段に使用する素子の電流容量を抑えることができる。また、低電圧出力モードで電圧Vo1が変動することによって、FET210がONしたりOFFしたり、といった不安定な動作をすることがなく、確実に動作するように構成することができる。
なお、実施例1では、スイッチ手段としてFET210を用いたがこれに限定されず、以降の実施例においても同様である。スイッチ手段は、接続状態では電源ユニット120が出力する電圧Vo1を駆動系ユニット130に出力し、非接続状態では電圧Vo1の駆動系ユニット130への出力を遮断できればよい。そして、スイッチ手段は、接続状態と非接続状態とをCPU122によって制御できればよい。例えば、スイッチ手段は、トランジスタやリレー、メカスイッチ等であってもよい。
以上、実施例1によれば、簡易で安価な手段によって電源装置に接続された後段の回路への突入電流を抑制しつつ、間欠発振動作による電圧変動の影響でスイッチ手段又はスイッチ手段の後段に接続された電源のオン、オフ動作の繰り返しを避けることができる。
実施例1では、本体101内部、電源ユニット120及びエンジンコントローラ123の構成において、突入電流を抑制する方法について説明した。実施例2では、本体101にオプションフィーダが接続された場合において、突入電流を抑制し、かつ電源ON時やスリープモードからスタンバイモードへの移行時にオプションフィーダの起動時間を短縮する構成について述べる。実施例2では、スイッチ手段であるFET210の後段にDC-DCコンバータを構成する場合について説明する。このような構成では、DC-DCコンバータの起動する電圧(起動電圧)又は停止する電圧(停止電圧)が第1生成手段である電源ユニット120の間欠発振動作時の電圧変動内に入ってしまい、DC-DCコンバータが意図せず起動したり逆に停止したりを繰り返してしまうという課題があった。以下、DC-DCコンバータの起動する電圧を起動電圧といい、停止する電圧を停止電圧という。実施例2では、このようなDC-DCコンバータでも安定して動作するための構成について説明する。なお、主な構成及び動作は、実施例1にて説明したとおりであるので、同一の番号を付してここでの説明は省略する。
[画像形成装置]
図5に示すように、本体101の下段には、オプションフィーダ601が装着されている。オプションフィーダ601は、本体101と同様、給紙カセット604を有している。オプションフィーダ601は、給紙カセット604から記録材Sを繰り出す給紙ローラ641、搬送ローラ対642、そしてその下流、本体101側にはオプションフィーダ601から受け取った記録材Sを搬送する搬送ローラ対602を有する。
図5に示すように、本体101の下段には、オプションフィーダ601が装着されている。オプションフィーダ601は、本体101と同様、給紙カセット604を有している。オプションフィーダ601は、給紙カセット604から記録材Sを繰り出す給紙ローラ641、搬送ローラ対642、そしてその下流、本体101側にはオプションフィーダ601から受け取った記録材Sを搬送する搬送ローラ対602を有する。
オプションコントローラ623は、オプションフィーダ601を制御するコントローラである。オプションコントローラ623は、エンジンコントローラ123と通信ライン(不図示)を用いて通信を行う。オプションコントローラ623は、通信を行いながら、オプションフィーダ601内の駆動部(不図示)を制御することにより給紙ローラ641、搬送ローラ対642を動作させて記録材Sの搬送を制御する。また、オプションコントローラ623内には後述するDC-DCコンバータ621を搭載している。DC-DCコンバータ621は、FET210を介して第1直流電圧又は第2直流電圧が供給され、第1直流電圧又は第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成する第2生成手段である。オプションコントローラ623は、エンジンコントローラ123と同様、CPU(不図示)等を有している。
[回路構成]
図6は、実施例2の電源ユニット120及びエンジンコントローラ123を含む本体101の回路構成、及びオプションコントローラ623を含むオプションフィーダ601の回路構成を示す図である。エンジンコントローラ123から出力される電圧Vo2は、本体101の駆動系ユニット130に供給されると共に、オプションフィーダ601にも供給されている。オプションフィーダ601内では、電圧Vo2が駆動系ユニット135に供給されると共に、オプションコントローラ623に供給され、オプションコントローラ623内のDC-DCコンバータ621にも供給される。また、オプションフィーダ601内の駆動系ユニット135には、その前段に供給電圧の安定化を図るため、入力コンデンサ135cを有している。すなわち、負荷は、第1直流電圧(24V)により動作し、導通状態となったFET210を介して入力された第1直流電圧を安定させるためのコンデンサを有している。なお、図6の入力コンデンサ135cは実際の接続態様を示すものではない。入力コンデンサ135cは、実際には複数あるが、説明を簡単にするため、1つだけ図示している。DC-DCコンバータ621は、電圧Vo2を基に、オプションフィーダ601内のCPU、センサ(不図示)といった制御系回路136へ第3直流電圧である電圧Vo3として例えば3.3Vを生成、供給している。
図6は、実施例2の電源ユニット120及びエンジンコントローラ123を含む本体101の回路構成、及びオプションコントローラ623を含むオプションフィーダ601の回路構成を示す図である。エンジンコントローラ123から出力される電圧Vo2は、本体101の駆動系ユニット130に供給されると共に、オプションフィーダ601にも供給されている。オプションフィーダ601内では、電圧Vo2が駆動系ユニット135に供給されると共に、オプションコントローラ623に供給され、オプションコントローラ623内のDC-DCコンバータ621にも供給される。また、オプションフィーダ601内の駆動系ユニット135には、その前段に供給電圧の安定化を図るため、入力コンデンサ135cを有している。すなわち、負荷は、第1直流電圧(24V)により動作し、導通状態となったFET210を介して入力された第1直流電圧を安定させるためのコンデンサを有している。なお、図6の入力コンデンサ135cは実際の接続態様を示すものではない。入力コンデンサ135cは、実際には複数あるが、説明を簡単にするため、1つだけ図示している。DC-DCコンバータ621は、電圧Vo2を基に、オプションフィーダ601内のCPU、センサ(不図示)といった制御系回路136へ第3直流電圧である電圧Vo3として例えば3.3Vを生成、供給している。
ここで、DC-DCコンバータ621は、起動電圧が停止電圧よりも高く設定されている。例えば、DC-DCコンバータ621は、入力された電圧Vo2が例えば7Vで起動し、例えば5Vで停止する、というヒステリシス特性を有している。図7は、横軸に時間、縦軸に電圧(V)を示す図である。なお、縦軸には、電圧Vo1、電圧Vo2、電圧Vo3を縦に並べて記載している。図7(a)に示すように、電源ユニット120が低電圧出力モード時にタイミングt1でFET210がONすると、電圧Vo2には6Vから8Vの範囲で電圧変動を繰り返す電圧Vo1と同じ電圧が現れる。DC-DCコンバータ621は起動電圧が7Vであるので、電源ユニット120が低電圧出力モードであっても電圧Vo2が7Vに達することで起動する(タイミングt2)。
一方、DC-DCコンバータ621の停止電圧は5Vであるため、電源ユニット120が低電圧出力モードにて動作中で、FET210がONの際に、DC-DCコンバータ621は動作を継続し、停止することはない。そしてDC-DCコンバータ621が起動すると、電圧Vo3に接続されるオプションフィーダ601内の制御系回路136へ電圧3.3Vが供給され、オプションコントローラ623が起動する。するとオプションコントローラ623内のCPU(不図示)は、CPU122との通信を開始することができる。このように、電源ユニット120が低電圧出力モードで動作している際にFET210をONすることで突入電流を抑えることができる。そして、タイミングt3で低電圧出力モードから通常モードに切り替えて電圧Vo1が24Vに到達する前、すなわち電圧Vo2がタイミングt4で24Vに到達する前に、DC-DCコンバータ621を起動(タイミングt2)させることができる。よってオプションフィーダ601内の制御系回路136をより速く起動することができ、電圧Vo2が24Vに到達する頃にはスタンバイモードとしてプリント動作への準備ができている。実施例1を示す図7(a)では、タイミングt1からタイミングt4が起動時間T1となる。
一方、図7(b)に示す従来例では、タイミングt11で電源ユニット120の電圧Vo1を低電圧出力モードから通常モードに切り替える。タイミングt12で24Vを出力させると共にFET210をONさせる。タイミングt13でDC-DCコンバータ621が起動を開始する。このため、FET210に突入電流が流れると共に、オプションフィーダ601の制御系回路136に3.3Vが供給されるタイミングt14が遅くなる。従来例では、タイミングt11からタイミングt14までが起動時間T2となる。なお、制御系回路136に3.3Vが供給されてから、プリントが可能になるまでに少し時間が掛かる。なぜなら、制御系回路136の起動に時間が掛かるからである。より詳細には、タイミングt14とは、オプションフィーダ601の起動タイミング(プリントが可能になるタイミング)ではなく、DC-DCコンバータ621の起動タイミングをいう。このため、オプションフィーダ601の起動タイミングは、タイミングt14より後となる。よって本体101とオプションフィーダ601がスリープモードからスタンバイモードへ復帰する時間が従来例の時間T2に対して少し遅れることとなる((従来例実際の起動時間)>T2>T1)。上述したとおり、起動時間T2は、スリープモードからスタンバイモードへの復帰時間ではない。一方、起動時間T1は、スリープモードからスタンバイモードへの復帰時間といえる。制御回路136に3.3Vが供給されてから24Vに立ち上がるまでの時間があるので、24Vに立ち上がった頃にプリント可能な状態となる。
以上のように、電源ユニット120が低電圧出力モードで動作しているときにFET210がONされ、電圧Vo2の出力範囲である6Vから8VがDC-DCコンバータ621に供給されている際は、次のように設定する必要がある。すなわち、DC-DCコンバータ621が起動動作と停止動作とを繰り返さないように設定する必要がある。具体的には、DC-DCコンバータ621が起動電圧と停止電圧との両方が電圧Vo2の変動範囲内に入らないように設定する。具体的には、図8(a)から図8(e)に示すとおり、5パターンの電圧関係であればよい。図8は、実施例1の図3(b)と同様の図である。図8には、通常モードの電圧Vo2である24Vと、低電圧出力モードの電圧Vo2である6V~8Vの範囲(縦線ハッチング)も示している。
(パターン1)
図8(a)は、上述したように、DC-DCコンバータ621の起動電圧が電源ユニット120の低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲内にあり、停止電圧が電圧Vo2の範囲より低い電圧にある場合を示す図である。この場合、上述したとおり、低電圧出力モードにおいてFET210がONし、DC-DCコンバータ621の起動電圧を越えた時点でDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移後、FET210がOFFして電圧Vo2が0Vに落ちて行くときである。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第2直流電圧(6V~8V)で動作している間に起動することが可能であり、電圧Vo1が第2直流電圧よりも低いときに停止することが可能であるように設定されていればよい。
図8(a)は、上述したように、DC-DCコンバータ621の起動電圧が電源ユニット120の低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲内にあり、停止電圧が電圧Vo2の範囲より低い電圧にある場合を示す図である。この場合、上述したとおり、低電圧出力モードにおいてFET210がONし、DC-DCコンバータ621の起動電圧を越えた時点でDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移後、FET210がOFFして電圧Vo2が0Vに落ちて行くときである。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第2直流電圧(6V~8V)で動作している間に起動することが可能であり、電圧Vo1が第2直流電圧よりも低いときに停止することが可能であるように設定されていればよい。
(パターン2)
図8(b)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧が低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より高い電圧にあり、停止電圧が電圧Vo2の範囲内にある場合を示す図である。この場合、低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲ではDC-DCコンバータ621が起動しない。この場合、電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへの遷移中にDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへ遷移し、DC-DCコンバータ621の停止電圧を下回ったときである。その後DC-DCコンバータ621が低電圧出力モードで再起動することはない。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第1直流電圧(24V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧(6V~8V)で動作している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
図8(b)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧が低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より高い電圧にあり、停止電圧が電圧Vo2の範囲内にある場合を示す図である。この場合、低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲ではDC-DCコンバータ621が起動しない。この場合、電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへの遷移中にDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへ遷移し、DC-DCコンバータ621の停止電圧を下回ったときである。その後DC-DCコンバータ621が低電圧出力モードで再起動することはない。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第1直流電圧(24V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧(6V~8V)で動作している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
(パターン3)
図8(c)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧及び停止電圧が共に低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より高い電圧にある場合を示す図である。この場合、図8(b)同様、低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲ではDC-DCコンバータ621が起動も停止もしない。電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへの遷移中にDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移中である。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第1直流電圧(24V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧(6V~8V)に向かって減少している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
図8(c)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧及び停止電圧が共に低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より高い電圧にある場合を示す図である。この場合、図8(b)同様、低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲ではDC-DCコンバータ621が起動も停止もしない。電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへの遷移中にDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移中である。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第1直流電圧(24V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧(6V~8V)に向かって減少している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
(パターン4)
図8(d)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧及び停止電圧が共に低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より低い電圧にある場合を示す図である。この場合は、低電圧出力モードにおいてFET210がONした時点でDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移後、FET210がOFFして電圧Vo2が0Vに落ちて行くときである。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第2直流電圧(6V~8V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧から減少している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
図8(d)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧及び停止電圧が共に低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より低い電圧にある場合を示す図である。この場合は、低電圧出力モードにおいてFET210がONした時点でDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移後、FET210がOFFして電圧Vo2が0Vに落ちて行くときである。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2)が第2直流電圧(6V~8V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧から減少している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
(パターン5)
図8(e)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧が低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より高い電圧にあり、停止電圧が電圧Vo2の範囲より低い電圧にある場合を示す図である。図8(b)、図8(c)同様、低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲ではDC-DCコンバータ621が起動しない。電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへの遷移中にDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移後、FET210がOFFして電圧Vo2が0Vに落ちて行くときである。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2))が第1直流電圧(24V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧(6V~8V)から減少している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
図8(e)は、DC-DCコンバータ621の起動電圧が低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲より高い電圧にあり、停止電圧が電圧Vo2の範囲より低い電圧にある場合を示す図である。図8(b)、図8(c)同様、低電圧出力モードでの電圧Vo2の範囲ではDC-DCコンバータ621が起動しない。電源ユニット120が低電圧出力モードから通常モードへの遷移中にDC-DCコンバータ621が起動する。そしてDC-DCコンバータ621が停止するのは、電源ユニット120が通常モードから低電圧出力モードへの遷移後、FET210がOFFして電圧Vo2が0Vに落ちて行くときである。以上、DC-DCコンバータ621は、電圧Vo1(Vo2))が第1直流電圧(24V)に向かって増加している間に起動することが可能であるように設定されていればよい。また、DC-DCコンバータ621は、第2直流電圧(6V~8V)から減少している間に停止することが可能であるように設定されていればよい。
以上のように、DC-DCコンバータ621の起動電圧、停止電圧と、電源ユニット120の低電圧出力モードでの電圧Vo2の電圧範囲との関係が設定されていればよい。このように設定されることで、電源ユニット120が低電圧出力モードでFET210がONしても、DC-DCコンバータ621が不安定に起動/停止動作を繰り返すことはない。なお、オプションコントローラ623の起動を少しでも速くするためには、DC-DCコンバータ621の起動電圧をより低く、例えば図8(a)や図8(d)のようにした方がよい。また、上述した例では、DC-DCコンバータ621は電圧Vo2が7Vで起動し、5Vで停止する、というヒステリシス特性を持つ構成を取り上げているが、これに限定されない。ヒステリシス特性を持たないDC-DCコンバータであってもよい。ヒステリシス特性を持たないDC-DCコンバータの場合、DC-DCコンバータは、起動するときの電圧と停止するときの電圧が等しいので、第2直流電圧(6V~8V)の範囲外で起動及び停止するように設定する。更に、電源ユニット120の低電圧出力モードにおける電圧Vo1の出力範囲は、実施例2では6Vから8Vと2Vの電圧幅を有しているが、これに限ったものではなく、2Vより広い場合であっても、逆に2Vより狭い場合であってもよい。また、構成によっては、電圧幅が1V未満の狭い電圧幅であってもよい。その場合は、DC-DCコンバータ621の起動電圧/停止電圧が、低電圧出力モードにおける電圧Vo1と一致しないように設定すればよい。
[電源装置の制御]
次に図9を用いて実施例2の制御を説明する。ここでの電源装置には、電源ユニット120、CPU122、FET210、DC-DCコンバータ121、DC-DCコンバータ621が含まれていてよい。なお、実施例1と共通する処理には同一のステップ番号を付してここでの説明を省略する。S105でCPU122がON/OFF信号出力をハイレベルにしてFET210をONすると、電圧Vo2に電圧範囲6Vから8Vの電圧が供給され、オプションフィーダ601にも電圧Vo2が供給される。すると、オプションコントローラ623のDC-DCコンバータ621に電圧Vo2が供給され、S201でDC-DCコンバータ621が起動する。これにより電圧Vo3として3.3Vが出力される。また、オプションフィーダ601が起動し、プリント準備を整える。S106でCPU122がVo1電圧切替信号を切り替えて電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードへ切り替える。
次に図9を用いて実施例2の制御を説明する。ここでの電源装置には、電源ユニット120、CPU122、FET210、DC-DCコンバータ121、DC-DCコンバータ621が含まれていてよい。なお、実施例1と共通する処理には同一のステップ番号を付してここでの説明を省略する。S105でCPU122がON/OFF信号出力をハイレベルにしてFET210をONすると、電圧Vo2に電圧範囲6Vから8Vの電圧が供給され、オプションフィーダ601にも電圧Vo2が供給される。すると、オプションコントローラ623のDC-DCコンバータ621に電圧Vo2が供給され、S201でDC-DCコンバータ621が起動する。これにより電圧Vo3として3.3Vが出力される。また、オプションフィーダ601が起動し、プリント準備を整える。S106でCPU122がVo1電圧切替信号を切り替えて電源ユニット120を低電圧出力モードから通常モードへ切り替える。
S110でスリープモードへ移行すると判断された場合、CPU122は、S111でVo1電圧切替信号を切り替えて、電源ユニット120を通常モードから低電圧出力モードへ切り替える。CPU122は、S112ではON/OFF信号をローレベルに切り替えてFET210をOFFする。これにより、S202でDC-DCコンバータ621は停止し、オプションフィーダ601が動作を停止する。その後S113で本体101はスリープモードへ移行する。
以上述べたとおり、実施例2では、FET210をONしてから電源ユニット120の電圧Vo1を切り替える。これにより、FET210に流れる突入電流を抑えると共に、オプションフィーダ601を含めた本体101の電源ON時の起動時間やスリープモードからスタンバイモードへの遷移時間を短縮することができる。なお、実施例2では、本体101に装着するオプション装置としてオプションフィーダ601を例に説明したが、これに限定されない。オプション装置が、電圧Vo2を入力されて動作するDC-DCコンバータを備える構成であれば、実施例2の制御を適用することができる。例えば、オプションユニットが本体101に接続される後処理装置等、他のユニットであってもよい。また、実施例1、2ではコントローラ(エンジンコントローラ123、オプションコントローラ623)がDC-DCコンバータを有する構成としたが、これに限定されず、制御系回路に電圧を供給するDC-DCコンバータが別に設けられていてもよい。
実施例2の第2生成手段であるDC-DCコンバータ621は、DC-DCコンバータ621が動作を開始する起動電圧が所定範囲内で動作を開始する、又は、起動電圧よりも低い停止電圧が所定範囲内で動作を停止するものである。これは、例えば、図8(a)、図8(b)に相当する。また、DC-DCコンバータ621は、DC-DCコンバータ621が動作を開始する起動電圧が所定範囲外で動作を開始する、及び、起動電圧以下である停止電圧が所定範囲外で動作を停止するものである。これは、例えば、図8(c)、図8(d)、図8(e)や、起動電圧と停止電圧とが等しい、すなわちヒステリシス特性を有しない場合に相当する。
以上、実施例2によれば、簡易で安価な手段によって電源装置に接続された後段の回路への突入電流を抑制しつつ、間欠発振動作による電圧変動の影響でスイッチ手段又はスイッチ手段の後段に接続された電源のオン、オフ動作の繰り返しを避けることができる。
なお、上記の実施例1及び実施例2では、CPU122に供給する3.3Vを、DC-DCコンバータ121で生成しているが、これに限定されない。例えば電源ユニット120と別に電源ユニットを設けて、交流電圧から直接3.3Vを生成してCPU122に供給する構成としたり、更には外部ユニットから3.3Vを供給する構成にしても差し支えない。電圧や生成方法に拠らず、CPU122が動作可能に構成できれば良い。そして、DC-DCコンバータ121で生成された3.3Vは、上述したレーザースキャナー106のレーザー発光部などの制御系回路に含まれる他の素子に供給される構成としてよい。
120 電源ユニット
121 DC-DCコンバータ
122 CPU
210 FET
121 DC-DCコンバータ
122 CPU
210 FET
Claims (22)
- 交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、
前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、
を備える電源装置であって、
前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、
前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、
導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を後段の負荷へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記負荷への出力を遮断するスイッチ手段を備え、
前記スイッチ手段は、前記所定範囲外で動作を開始するものであり、
前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。 - 前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧及び前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成する第2生成手段を有し、
前記制御手段は、前記第2生成手段により生成された前記第3の直流電圧が供給されることで動作することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、
前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、
前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、
を備える電源装置であって、
前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、
前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、
前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、
前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲内にあり、かつ、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧よりも低く、前記所定範囲外にあるように構成され、又は、前記起動電圧は前記所定範囲外にあり、かつ、前記停止電圧は前記所定範囲内にあるように構成され、
前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。 - 前記第2生成手段は、前記所定範囲内で起動することが可能であり、前記第2直流電圧よりも低いときに停止することが可能であることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
- 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第2直流電圧から前記第1直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記所定範囲内で停止することが可能であることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
- 交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、
前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、
前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、
を備える電源装置であって、
前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、
前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、
前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、
前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲外にあり、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧以下であり、かつ前記所定範囲外にあり、
前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする電源装置。 - 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第2直流電圧から前記第1直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記第1直流電圧から前記第2直流電圧に向かって減少している間に停止することが可能であり、
前記第2生成手段の前記起動電圧は、前記停止電圧よりも高いことを特徴とする請求項6に記載の電源装置。 - 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第2直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記第2直流電圧から減少している間に停止することが可能であり、
前記第2生成手段の前記起動電圧は、前記停止電圧よりも高いことを特徴とする請求項6に記載の電源装置。 - 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第1直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記第2直流電圧から減少している間に停止することが可能であることを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
- 前記第2生成手段は、前記起動電圧と前記停止電圧とが等しいことを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
- 前記負荷は、コンデンサを有することを特徴とする請求項1から請求項10のうちのいずれか1項に記載の電源装置。
- 交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、
前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、
前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、
導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を後段の負荷へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記負荷への出力を遮断するスイッチ手段を備え、
前記スイッチ手段は、前記所定範囲外で動作を開始するものであり、
前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧及び前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成する第2生成手段を有し、
前記制御手段は、前記第2生成手段により生成された前記第3直流電圧が供給されることで動作することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。 - 交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、
前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、
前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、
前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、
前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、
前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲内にあり、かつ、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧よりも低く、前記所定範囲外にあるように構成され、又は、前記起動電圧は前記所定範囲外にあり、かつ、前記停止電圧は前記所定範囲内にあるように構成され、
前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2生成手段は、前記所定範囲内で起動することが可能であり、前記第2直流電圧よりも低いときに停止することが可能であることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
- 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第2直流電圧から前記第1直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記所定範囲内で停止することが可能であることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
- 交流電圧から第1直流電圧を生成する第1モード、又は、前記第1直流電圧よりも低い第2直流電圧を生成する第2モードで動作することが可能な第1生成手段と、
前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧から前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧よりも低い第3直流電圧を生成し、負荷に出力する第2生成手段と、
前記第1生成手段の前記第1モードから前記第2モードへの移行、又は、前記第2モードから前記第1モードへの移行を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記第1生成手段は、前記第2モードで動作しているときに間欠発振動作を行い、
前記第2直流電圧は、前記間欠発振動作により所定範囲で変動し、
前記第1生成手段と前記第2生成手段との間に接続され、導通状態で前記第1生成手段により生成された前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧を前記第2生成手段へ出力し、非導通状態で前記第1直流電圧又は前記第2直流電圧の前記第2生成手段への出力を遮断するスイッチ手段を備え、
前記第2生成手段が動作を開始する起動電圧は前記所定範囲外にあり、前記第2生成手段が動作を停止する停止電圧は前記起動電圧以下であり、かつ前記所定範囲外にあり、
前記制御手段は、前記第1生成手段を前記第2モードから前記第1モードへ移行させる際には、前記スイッチ手段を前記導通状態にした後に、前記第2モードから前記第1モードへ移行させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第2直流電圧から前記第1直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記第1直流電圧から前記第2直流電圧に向かって減少している間に停止することが可能であり、
前記第2生成手段の前記起動電圧は、前記停止電圧よりも高いことを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。 - 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第2直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記第2直流電圧から減少している間に停止することが可能であり、
前記第2生成手段の前記起動電圧は、前記停止電圧よりも高いことを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。 - 前記第2生成手段は、前記第1生成手段により生成される電圧が前記第1直流電圧に向かって増加している間に起動することが可能であり、前記第2直流電圧から減少している間に停止することが可能であることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。
- 前記第2生成手段は、前記起動電圧と前記停止電圧とが等しく、前記所定範囲外で起動及び停止することが可能であることを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
- 前記負荷は、コンデンサを有することを特徴とする請求項12から請求項21のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP2022145072A Pending JP2023178164A (ja) | 2022-06-03 | 2022-09-13 | 電源装置及び画像形成装置 |
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-
2022
- 2022-09-13 JP JP2022145072A patent/JP2023178164A/ja active Pending
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