JP5899959B2 - 電源装置、電子機器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電源装置、電子機器、画像形成装置及び電源制御方法に関する。

近年では、省エネを目的として、待機状態における消費電力を低減するための省エネモード（スリープモードともいう。）を備えた画像形成装置などの電子機器が一般的に良く知られている。

具体的には、この種の電子機器では、電源（商用電源）から供給される電力に基づいてモータなどの駆動系の負荷に２４Ｖなどの第１の電圧を供給する第１の電圧生成部（２４Ｖ生成部）と、電源から供給される電力に基づいて制御部などの制御系の負荷に５Ｖなどの第２の電圧を供給する第２の電圧生成部（５Ｖ生成部）とを有する直流電源装置を備え、省エネモードに移行していない通常時には、第１の電圧生成部及び第２の電圧生成部により駆動系の負荷と制御系の負荷に夫々電圧が供給され、一方、省エネモードに移行した場合には、電源から第１の電圧生成部に供給される電力を遮断して駆動系の負荷の動作を停止させ、第２の電圧生成部から供給される電圧によって制御系の負荷のみを動作可能な状態にしている。

また、この種の電子機器では、電源の突発的な瞬断（少なくとも１０ｍｓの瞬断）によって駆動系の負荷及び制御系の負荷に供給される電圧が低下すると画像形成動作にトラブルが生じる可能性があるため、直流電源装置における第１の電圧生成部及び第２の電圧生成部の夫々に、電源から供給される電力に基づいて電荷（電力）を蓄積する電解コンデンサ（蓄積手段）を備え、電源の瞬断時に電解コンデンサに蓄積されている電荷を用いて各負荷に安定した電圧を供給するようになっている。

しかし、この種の電子機器においては、電源スイッチ（ＳＷ）をオフしたりして、第１の電圧生成部（２４Ｖｄｃ）及び第２の電圧生成部（５Ｖｄｃ）に供給される電圧を遮断した場合、第１の電圧生成部の電解コンデンサには第２の電圧生成部の電解コンデンサに比べて大量の電荷が蓄積されていることで、制御系の負荷に供給される電圧（５Ｖ）の方が駆動系の負荷に供給される電圧（２４Ｖ）より先に低下してしまい、その結果、誤動作が生じる可能性があるなどの問題があった。

そして、従来では、上記問題を解決するような技術として、駆動系の負荷に供給される電圧の放電を早めるために駆動系の負荷側に放電回路を設け、駆動系の負荷に供給される電圧を誤動作が生じない所定電圧以下に降下するまで放電回路で放電させ、所定電圧以下に達したら放電回路による放電を停止するという技術（例えば、特許文献１参照）が知られている。

しかしながら、上述の特許文献１の技術にあっては、放電回路を用いて電解コンデンサなどの蓄電手段に残る電力を無駄に消費する構成を採用しているため、省資源や省エネという観点で課題がある。

そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、蓄電手段に残る電力を無駄に消費する事無く有効に活用することで、省資源や省エネを図ることが可能な電源装置、電子機器、画像形成装置及び電源制御方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電源装置は、第１の平滑用コンデンサを備え、電源から供給される電力を前記第１の平滑用コンデンサで平滑化して第１の負荷へ出力する第１の電圧生成手段と、前記第１の電圧生成手段に接続され、前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御された場合に、前記第１の電圧生成手段の出力が入力され、第２の負荷に供給する前記第１の電圧生成手段の出力電圧よりも小さい電圧を生成する第２の電圧生成手段と、前記電源から供給される電力から所定の電圧を生成して前記第２の負荷へ出力する第３の電圧生成手段を更に備え、第１の動作モード時に、前記第１の電圧生成手段から前記第１の負荷に電圧を供給し、且つ、前記第３の電圧生成手段から前記第２の負荷に電圧を供給し、前記第１の動作モードから第２の動作モードに移行した場合に、前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御されて前記第１の電圧生成手段から前記第１の負荷への電圧供給が遮断され、前記第２の電圧生成手段が、第１の電圧生成手段の出力に基づいて前記第２の負荷に電圧を供給し、前記第２の電圧生成手段から前記第２の負荷に供給される電圧の値が所定値を下回った場合に前記第３の電圧生成手段から前記第２の負荷に電圧を供給する。

また、本発明の電子機器は、前記電源装置と、前記電源装置から供給される電圧に基づいて動作する前記第１の負荷及び前記第２の負荷とを備える。

また、本発明の画像形成装置は、前記電源装置と、前記電源装置から供給される電圧に基づいて動作する前記第１の負荷及び前記第２の負荷とを備える。

本発明によれば、蓄積手段に残る電力を無駄に消費する事無く有効に活用することで、省資源や省エネを図ることができる。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の外観構成を示す斜視図である。 図２は、直流電源装置の構成を示すブロック図である。 図３は、図２に示す２４Ｖ生成部の一構成例を示す回路図である。 図４は、画像形成装置の各動作状態における消費電力を説明するためのタイミングチャートである。 図５は、他の実施形態に係る画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのブロック図である。 図６は、他の実施形態に係る画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのブロック図である。 図７は、他の実施形態に係る画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのタイミングチャートである。 図８は、他の実施形態に係る画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのブロック図である。 図９は、他の実施形態に係る画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのタイミングチャートである。 図１０は、他の実施形態に係る画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのブロック図である。 図１１は、従来の画像形成装置の構成及び処理動作を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

なお、本発明の電源装置、電子機器、画像形成装置及び電源制御方法は、画像形成装置などの各種の電子機器に適用可能であるが、以下の実施形態の説明では、本発明を画像形成装置に適用した場合について説明する。

（第１の実施形態）
最初に、本実施形態に係る画像形成装置１の外観構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の外観構成を示す斜視図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、大別すると、複写動作を行う本体部２と、用紙などの記録媒体を大量に収容し、記録媒体を本体部２に供給する大容量給紙部（ＬＣＴ：Large Capacity Tray）（以下、「ＬＣＴ部」という。）３と、本体部２で複写された記録媒体に対して、ソート、穴あけ、綴じ込みなどの後処理を行うフィニッシャ（ＦＩＮ：Finisher）（以下、「ＦＩＮ部」という。）４とを主体に構成されている。

本体部２は、該本体部２の上部において開閉可能に設けられ、原稿がセットされる自動原稿供給装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）（以下、「ＡＤＦ部」という。）２１と、同じく原稿がセットされるコンタクトガラス（原稿台ガラスともいう。）２２とを備えている。

即ち、この画像形成装置１では、ＡＤＦ２１にセットされた原稿をＡＤＦ２１によって図示しないスキャナ部（画像読取装置ともいう。）によるスキャン位置を通過させて原稿の画像を読み取ることが可能であるとともに、図示しない画像読取装置によってコンタクトガラス２２上にセットされた原稿の画像を読み取ることが可能である。

また、本体部２は、該本体部２の上部に、各種機能を選択するためのキーアイコン、操作の状態、メッセージ等の各種情報を表示する表示パネルや、印刷部数、原稿の読み取りの指定等の各種操作を行うためのキー（ボタン）などを含む操作部２３を備えている。

また、本体部２は、該本体部２の正面上部に、画像形成装置１の主電源をオンまたはオフするための主電源スイッチ２４を備えている。

即ち、この画像形成装置１では、ユーザにより主電源スイッチ２４がオンされることで商用電源（：ＡＣ電源）５（図２参照）から電力が供給されて起動し、その後の動作中においてユーザにより主電源スイッチ２４がオフされることで電源５からの電力供給を遮断して動作を停止する。

また、本体部２は、該本体部２の上部に、画像形成装置１を省エネモード（スリープモードともいう。）に移行させるための電源サブキー（以下、「省エネボタン」という。）２５を備えている。

即ち、この画像形成装置１では、後述の第１の負荷としての駆動系の負荷６及び第２の負荷としての制御系の負荷７（いずれも図２参照）のいずれにも電力が供給されている第１の動作モードとしての通常モード時においてユーザにより省エネボタン２５が押下操作されたことを後述の制御部７１（図２参照）が検知した場合に、画像形成装置１の待機状態における消費電力の低減（低消費電力化）を図るための第２の動作モードとしての省エネモードに移行するようになっている（移行方法１）。

また、この画像形成装置１では、上記通常モード時において操作部２３の操作やＡＤＦ２１の開閉操作などのユーザによる画像形成装置１に対する操作を制御部７１が検知しない時間が所定時間経過した場合や、通常モード時において図示しない通信ネットワークを介して外部からの印刷ジョブなどのジョブの受信を制御部７１が検知しない時間が所定時間経過した場合にも、省エネモードに移行するようになっている（移行方法２）。

更に、この画像形成装置１では、上述の移行方法１又は移行方法２によって省エネモードに移行した後、ユーザにより省エネボタン２５、操作部２３、ＡＤＦ２１などに対する操作を制御部７１が検知した場合やジョブの受信を制御部７１が検知した場合に、省エネモードを解除して上記通常モードに移行するようになっている。

また、本体部２は、該本体部２の正面に、ジャム処理やユニット交換などを行うことを目的として開閉可能なカバーとしての前カバー２６やトナーカバー２７を備えている。

また、本体部２は、用紙などの記録媒体を収容する給紙トレイ２８を備えている。即ち、この画像形成装置１では、ＬＣＴ部３や給紙トレイ２８に収容されている用紙などの記録媒体に対して画像形成（複写）を行うことが可能である。

また、本実施形態の画像形成装置１は、例えば、本体部２の内部などに、駆動系の負荷（第１の負荷）６や制御系の負荷（第２の負荷）７（いずれも図２参照）などの各負荷に電力（直流電圧）を供給する直流電源装置１０を備えている。

次に、上記直流電源装置１０の構成について図２及び図３を用いて説明する。図２は、直流電源装置１０の構成を示すブロック図であり、図３は、２４Ｖ生成部１１０の一構成例を示す回路図である。

図２に示す直流電源装置１０は、主電源スイッチ（ＳＷ）２４がＯＮ（スイッチ閉）されて商用電源５から電力（交流電源）が供給されると、所定の直流電圧（出力電圧）を生成し、該生成した出力電圧を画像形成装置１の駆動系の負荷６や制御系の負荷７などの各負荷に出力するものである。

図２に示すように、本実施形態の直流電源装置１０は、２４Ｖ生成部（第１の電圧生成手段）１１０、５Ｖ生成部（第３の電圧生成手段）１２０、５Ｖ生成部（第２の電圧生成手段）１３０、スイッチ（第３のスイッチ手段）１０１、スイッチ（第１のスイッチ手段）１０２、スイッチ（第２のスイッチ手段）１０３、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２を備えている。

ここで、２４Ｖ生成部１１０は、商用電源５から供給される電力に基づいて、用紙などの記録媒体に読み取った画像を複写する現像部（不図示）などに設けられるモータや、ソレノイドなどの駆動系の負荷６に供給する２４Ｖの直流電圧（出力電圧）を生成するものである。

５Ｖ生成部１２０は、商用電源５から供給される電力に基づいて、駆動系の負荷６の画像形成に係る動作などを制御し、画像形成装置１を統括的に制御する制御部７１や、その制御部７１と接続される操作部２３や画像処理をコントロールする画像処理コントローラ部７２などの制御系の負荷７に供給する５Ｖの直流電圧（出力電圧）を生成するものである。

また、上述の２４Ｖ生成部１１０及び５Ｖ生成部１２０には、少なくとも１０ｍｓの瞬断などの商用電源５の突発的な瞬断時に、駆動系の負荷６及び制御系の負荷７の夫々に安定した直流電圧（出力電圧）を供給することができるように、商用電源５から供給される電力に基づいて電荷（電力や電気エネルギーともいう。）を蓄積する蓄積手段としての電解コンデンサ１１１、電解コンデンサ１２１が夫々設けられている。なお、電解コンデンサ１１１は、電解コンデンサ１２１に比べて大量の電荷を蓄積できるようになっている。

５Ｖ生成部１３０は、省エネモード時において、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１に蓄積されている残留電荷（電力）に基づいて制御系の負荷７に供給する約５Ｖ（例えば、「５．１Ｖ」）の直流電圧（出力電圧）を生成するものである。

そして、図２に示す直流電源装置１０では、５Ｖ生成部１２０の出力と５Ｖ生成部１３０の出力とをダイオードＤ１及びダイオードＤ２を用いて合流して５Ｖの出力電圧を制御系の負荷７に供給するようにしている。より具体的には、図２の直流電源装置１０においては、５Ｖ生成部１２０及び５Ｖ生成部１３０は、いずれも５Ｖの出力電圧を生成して出力するようにされているが、５Ｖ生成部１３０の出力電圧値の方が５Ｖ生成部１２０の出力電圧値より若干高めに設定されている。例えば、５Ｖ生成部１２０の出力電圧値を「５．０Ｖ」に設定し、５Ｖ生成部１３０の出力電圧値を「５．１Ｖ」に設定している。

ここで、５Ｖ生成部１３０の出力電圧値を５Ｖ生成部１２０の出力電圧値に比べて若干高めに設定する理由は、５Ｖ生成部１２０の出力と５Ｖ生成部１３０の出力をダイオードＤ１及びダイオードＤ２を用いて合流する構成（図２参照）において、５Ｖ生成部１２０の出力電圧に優先して５Ｖ生成部１３０の出力電圧を制御系の負荷７に供給させるため、即ち、省エネモード時において、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１に蓄積されている残留電荷（電力）を有効に活用するためである。なお、上述のように、５Ｖ生成部１３０の出力電圧が５Ｖ生成部１２０の出力電圧に優先して制御系の負荷７に供給されることは、実験にて確認済みである。

なお、以上説明したように、５Ｖ生成部１３０は、５Ｖ生成部１２０の出力電圧より高めの出力電圧を出力するようになっているが、実際には、５Ｖ生成部１３０は、制御系の負荷７（例えば、制御部７１のＣＰＵ）が壊れない範囲での電圧値を上限として出力電圧を出力するようになっている。

次に、図２に示した２４Ｖ生成部１１０の詳細な構成について図３を用いて説明する。

図３に示すように、２４Ｖ生成部１１０は、ノイズフィルタ（Ｎ．Ｆ）１１２、ダイオードブリッジ（ＤＢ１）１１３、図２に示した電解コンデンサ１１１としての１次側の電解コンデンサ（Ｃ１）１１１ａ及び２次側の電解コンデンサ（Ｃ２）１１１ｂ、トランス（Ｔ１）１１４、制御ＩＣ１１５、過電流検出回路（ＩＳＥＮ１）１１６ａ及び過電流検出回路（ＩＳＥＮ２）１１６ｂ、ドライブ回路（ＤＲＩＶ１）１１７、電解効果トランジスタ（ＦＥＴ１）１１８、過電圧検出回路（ＶＳＥＮ２）１１９、整流ダイオード（Ｄ１）１２０、転流ダイオード（Ｄ２）１２１、チョークコイル（ＣＨ１）１２２などを備えている。

電解コンデンサ１１１ａ及び電解コンデンサ１１１ｂは、出力する電圧を平滑にする回路である。そして、電解コンデンサ１１１ａ及び電解コンデンサ１１１ｂには、５Ｖ生成部１２０の電解コンデンサ１２１に比べて大量の電荷（電力）が蓄積される。

ノイズフィルタ１１２は、スイッチ１０１に接続される入力端子（ＩＮ１）及び入力端子（ＩＮ２）を介して商用電源５から入力される交流電源をフィルタリングする回路であり、例えば、図示しないＸ型コンデンサ、Ｙ型コンデンサ、コモンモードコイル、放電抵抗等で構成される。

ダイオードブリッジ１１３は、ノイズフィルタ１１２でフィルタリングされた交流電圧を全波整流する回路である。

トランス１１４は、電解コンデンサ１１１ａを介して電圧が印加されると、制御ＩＣ１１５に供給する電圧（電源）を生成し、該生成した電圧を制御ＩＣ１１５に出力する。

制御ＩＣ１１５は、トランス（Ｔ１）１１４を介して電圧（電源）が供給されると起動し、ドライブ回路１１７を介して電解効果トランジスタ１１８のスイッチングを行う。なお、スイッチングの周期は、一般的には約１００ｋＨｚである。そして、制御ＩＣ１１５は、１００ｋＨｚを周期として、過電圧検出回路１１９からフィードバックされる電圧が定電圧になるように電解効果トランジスタ１１８のＯＮ／ＯＦＦを行う。また、制御ＩＣ１５は、過電流検出回路１１６ａ及び過電流検出回路１１６ｂが過電流を検出した場合に、電解効果トランジスタ１１８のＯＮデューティ幅を狭めたり、電解効果トランジスタ１１８のＯＮ制御を停止したりする。

そして、この２４Ｖ生成部１１０では、トランス１１４の２次巻線が、整流ダイオード１２０、転流ダイオード１２１、チョークコイル１２２、電解コンデンサ１１１ｂなどで構成されるフォワード方式のコンバータを介して出力端子（Ｖｏｕｔ１）に接続されている。そして、出力端子（Ｖｏｕｌｔ１）は、駆動系の負荷６に接続されている。

なお、本実施形態では、この２４Ｖ生成部１１０の出力電圧の生成を停止させる方法として、制御部７の制御に基づいて２４Ｖ生成部１１０の入力側に設けられたスイッチ１０１をＯＦＦすることで、２４Ｖ生成部１１０の出力電圧の生成を停止させる停止方法を採用しているが、これに限定されず、制御部７１の制御から制御ＩＣ１１５に停止信号を入力して、電解効果トランジスタ１１８のＯＮ／ＯＦＦ制御を停止させることで２４Ｖ生成部１１０の出力電圧の生成を停止させる停止方法を採用することも可能である。

次に、図２に示す直流電源装置１０を備えた画像形成装置１における通常モード時の電力供給動作及び省エネモード時の電力供給動作について図４を参照しつつ説明する。なお、図４は、画像形成装置１の各動作状態における消費電力（特に、省エネモード時の消費電力）を説明するためのタイミングチャートである。

最初に、通常モード時における画像形成装置１の電力供給動作について説明する。

画像形成装置１では、ユーザにより主電源スイッチ２４がＯＮされると（Ｓ１）、商用電源５から５Ｖ生成部１２０に対して電力が供給され、５Ｖ生成部１２０が５Ｖの出力電圧を生成し、制御部７１に５Ｖの出力電圧を供給する（Ｓ２）。すると、制御部７１のＣＰＵが起動し、ＣＰＵがスイッチ１０１及びスイッチ１０２の両者をＯＮ（スイッチ閉）する（Ｓ３）。これにより、商用電源５から２４Ｖ生成部１１０に対して電力が供給され、２４Ｖ生成部１１０が２４Ｖの出力電圧を生成し、駆動系の負荷６に２４Ｖの出力電圧を供給する（Ｓ４）。すると、制御部７１が駆動系の負荷６を動かすことが可能となる。即ち、画像形成装置１においては、通常モード状態に移行し、駆動系の負荷６に含まれる定着装置（不図示）の温度が所定温度まで昇温すると、画像形成（複写）動作が可能となる。

次に、省エネモードにおける画像形成装置１の電力供給動作について説明する。

画像形成装置１では、上述のように通常モード時において上述した省エネモード（スリープモード）への移行方法１、２のいずれかの方法によって画像形成装置１を省エネモードに移行させる場合（Ｓ５）、制御部７１のＣＰＵが、５Ｖ生成部１２０から供給される５Ｖの出力電圧により動作してスイッチ１０１及びスイッチ１０２の両者をＯＦＦ（スイッチ開）する（即ち、２４Ｖ生成部１１０の電圧生成を停止制御する）とともに（Ｓ６）、スイッチ１０３をＯＮ（スイッチ閉）する（Ｓ７）。すると、画像形成装置１では、商用電源５から２４Ｖ生成部１１０に対して電力が供給されなくなり、２４Ｖ生成部１１０が電圧の生成を停止するので、駆動系の負荷６が動作を停止する。そして、この状態において、画像形成装置１では、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１（１１１ａ、１１１ｂ）に残留電荷（電力）が蓄積されているので、その電解コンデンサ１１１に蓄積されている残留電荷（電力）が５Ｖ生成部１３０に供給される。すると、５Ｖ生成部１３０が５．１Ｖの出力電圧を生成して出力する（Ｓ８）。

その後、画像形成装置１では、５Ｖ生成部１３０の出力電圧の出力電圧値が「５．１Ｖ」から減少し、５Ｖ生成部１２０の出力電圧値「５．０Ｖ」と同じになるまでの間（Ｔ時間）、５Ｖ生成部１３０の出力電圧が５Ｖ生成部１２０の出力電圧に優先して制御系の負荷７に供給され（Ｓ９）、５Ｖ生成部１３０の出力電圧値が５Ｖ生成部１２０の出力電圧値と同じになった場合には、５Ｖ生成部１２０及び５Ｖ生成部１３０の両者から５Ｖの出力電圧が制御系の負荷７に供給され、５Ｖ生成部１３０の出力電圧値が５Ｖ生成部１２０の出力電圧値を下回った場合（Ｓ１０）、それ以降、省エネモードにおいては５Ｖ生成部１２０の出力電圧が制御系の負荷７に供給される。

そして、この画像形成装置１では、省エネモード時において、ユーザによる画像形成装置１に対する操作が行われたり、ジョブを受信したりした場合に、省エネモード（スリープモード）が解除され（Ｓ１１）、該省エネモードが解除されたことを制御部７１のＣＰＵが検知すると、主電源スイッチ２４がＯＮされた場合と同様に、制御部７１のＣＰＵがスイッチ１０１及びスイッチ１０２をオン（スイッチ閉）し（Ｓ１２）、且つ、スイッチ１０３をＯＦＦ（スイッチ開）する（Ｓ１３）。それ以降、画像形成装置１では、通常モード時における処理動作を行う。

即ち、本実施形態の画像形成装置１では、省エネモードに移行した場合、５Ｖ生成部１３０から５．１Ｖの出力電圧が出力されている間は、画像形成装置１の消費電力は、例えば、５Ｖ生成部１３０を動かす消費電力「１Ｗ」（図４の符号Ａ参照）だけで済む。そして、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１の残留電荷（電力）を有効に利用し（使い切って）、５Ｖ生成部１３０からの出力電圧の供給が途切れると、画像形成装置１の消費電力は、例えば、上記した５Ｖ生成部１３０の消費電力「１Ｗ」に、制御部７１や各スイッチを動かすための消費電力を加えた消費電力「５Ｗ」（図４の符号Ｂ参照）になる。

即ち、以上説明した実施形態によれば、省エネモードに移行した場合に、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１（１１１ａ、１１１ｂ）に蓄積されている残留電荷（電力）を無駄に消費する事無く有効に活用することができるので、従来の画像形成装置（図１１参照）に比べて、より省資源や省エネを図ることができる。

次に、上記した実施形態とは異なる他の実施形態について図５〜図１０を用いて説明する。

（第２の実施形態）
まず最初に、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ａを備えた第２の実施形態に係る画像形成装置１Ａの構成及び処理動作について図５を用いて説明する。図５は、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ａの構成を示すブロック図である。

図５に示すように、この直流電源装置１０Ａは、図２に示す直流電源装置１０と比較して、ダイオード１７とダイオード１８の代わりに、スイッチ（第４のスイッチ手段）１０４とスイッチ（第５のスイッチ手段）１０５（リレー、トランジスタ、ＦＥＴなどの半導体）を備えた点が相違しており、その他の構成については同一であるため、ここでは、同一の構成については説明を省略する。

この直流電源装置１０Ａを備える画像形成装置１Ａでは、通常モードから省エネモード（スリープモード）に移行する際、制御部７１がスイッチ１０１及びスイッチ１０２をオンからオフにし、且つ、スイッチ１０３をオフからオンにして２４Ｖ生成部１１０の生成を停止制御した場合、制御部７１が、スイッチ１０４をオンからオフにし、且つ、スイッチ１０５をオフからオンにする。そして、上記スイッチ１０５がオンされてから一定時間が経過した場合に、制御部７１が、スイッチ１０５をオフにし、且つ、スイッチ１０４をオンにする。

この第２の実施形態によっても、上述した効果、即ち、省エネモードに移行した場合に、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１に蓄積されている残留電荷（電力）を無駄に消費する事無く有効に活用することができるので、省資源や省エネを図ることができるという効果を奏することが可能である。

（第３の実施形態）
次に、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ｂを備えた第３の実施形態に係る画像形成装置１の構成及び処理動作について図６及び図７を用いて説明する。図６は、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ｂの構成を示すブロック図であり、図７は、図６に示す直流電源装置１０Ｂを備えた画像形成装置１Ｂの各動作状態における消費電力を説明するためのタイミングチャートである。

図６に示すように、この直流電源装置１０Ｂは、図２に示す直流電源装置１０と比較して、スイッチ１０２が外部に設けられた点が相違しており、その他の構成については同一であるため、ここでは、同一の構成については説明を省略する。ただし、この場合、上記直流電源装置１０Ｂを備える画像形成装置１においては、スイッチ１０２Ａ及びカバー開閉検知スイッチ（ＳＷ）１０６を新たに有している。

より具体的には、この直流電源装置１０Ｂを備える画像形成装置１Ｂでは、前カバー２６やトナーカバー２７（いずれも図１参照）などの各種カバーの開閉を検知するカバー開閉検知スイッチ（ＳＷ）１０６と、図２に示したスイッチ１０２と同様に、制御部７１の制御のもと通常モード時にオンとされ、省エネモード移行時にオフとされ、且つ、上記カバー開閉検知スイッチ１０６のオン／オフに応じてオン／オフされるスイッチ１０２Ａとを備えている。即ち、スイッチ１０２Ａは、各種カバーが開いた場合に、利用者の手や体などに傷害を与える可能性のある稼動部品や熱発生部品（即ち、駆動系の負荷６）に対する電気の通電をオフする機能を有している。

即ち、この直流電源装置１０Ｂを備える画像形成装置１Ｂでは、図７に示すように、カバーが開いた時に、カバー開閉検知スイッチ１０６経由で制御部７１がカバー開を検出する。これにより、制御部７１が、スイッチ１０１をオフ（スイッチ開）とし、且つ、スイッチ１０３をオン（スイッチ閉）とする。また、それと同時に、カバー開閉検知スイッチ１０６の開情報に基づいてスイッチ１０２Ａがハード的にオフ（スイッチ開）するようになっている（Ｓ２１〜２５）。

なお、ハード的なオフ（スイッチ開）方法としては、スイッチ１０２Ａにノーマルオープンリレーを採用し、且つ、カバー開閉検知スイッチ１０６の電圧を上記リレーのコイル部（不図示）に印加する方法がある。即ち、カバーが開いて（Ｓ２１）、カバー開閉検知スイッチ１０６がスイッチ開となった場合（Ｓ２２）、上記コイル部に電圧が印加されなくなるので、上記リレーはオフ（スイッチ開）となる（Ｓ２３）。他方、カバーが閉じてカバー開閉検知スイッチ１０６がスイッチ閉となった時は、上記コイル部に電圧が印加された状態となるので、上記リレーはオン（スイッチ閉）となる。

即ち、この第３の実施形態によれば、カバーの開閉に連動して、２４Ｖ生成部１１０から駆動系の負荷６に電力を供給する経路をオン／オフするためのスイッチ（１０２Ａ）をオン／オフ制御することが可能となる。それにより、カバーが開いてカバー開閉検知スイッチ１０６がオフ（スイッチ開）となった場合に、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１に蓄積されている残留電荷（電力）を無駄に消費する事無く有効に活用し、省資源や省エネを図ることができる。具体的には、図７の例では、カバーが開いてカバー開閉検知スイッチ１０６がオフ（スイッチ開）となった場合に、画像形成装置１の消費電力は１Ｗで済むことになる（図７の符号Ｃ参照）。

なお、図６では、スイッチ１０２Ａ及びカバー開閉検知スイッチ１０６が直流電源装置１０Ｂの外部に配置される形態を示しているが、これに限定されず、スイッチ１０２Ａ及びスイッチ１０６の少なくとも一つを直流電源装置１０Ｂが備えるような形態とすることも可能である。

（第４の実施形態）
次に、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ｃを備えた第４の実施形態に係る画像形成装置１Ｃの構成及び処理動作について図８及び図９を用いて説明する。図８は、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ｃの構成を示すブロック図であり、図９は、図８に示す直流電源装置１０Ｃを備えた画像形成装置１Ｃの各動作状態における消費電力を説明するためのタイミングチャートである。

図８に示すように、この直流電源装置１０Ｃは、図２に示す直流電源装置１０と比較して、電圧検知回路（電圧検知手段）１４０と、スイッチ（第６のスイッチ手段）１０７とを新たに備えた点が相違しており、その他の構成については同一であるため、ここでは、同一の構成については説明を省略する。

電圧検知回路１４０は、５Ｖ生成部１３０に供給される電圧の値（電圧値）を検知する回路であり、スイッチ１０７は、商用電源５から５Ｖ生成部１２０に電力を供給する経路をオン／オフするスイッチである。

即ち、この直流電源装置１０Ｃでは、図９に示すように、図２の直流電源装置１０と同様、省エネモード（スリープモード）に移行する際（Ｓ５）、制御部７１によりスイッチ１０１及びスイッチ１０２がオン（スイッチ閉）からオフ（スイッチ開）にされて（Ｓ６）、２４Ｖ生成部１１０の生成が停止制御された場合、制御部７１の制御のもと、スイッチ１０３がオフからオンにされる（Ｓ７）。

その後、この直流電源装置１０Ｃでは、制御部７１において電圧検知回路１４０で検知される電圧値が所定値以上であるか否かが判定され、所定値以上であると判定された場合（即ち、５Ｖ生成部１３０から制御系の負荷７に対して必要な電力が充分供給できる場合）、制御部７１によりスイッチ１０７がオフにされる（Ｓ３１）。なお、スイッチ１０７がオフにされた場合には、画像形成装置１の消費電力はほぼ０Ｗとなる（図９の符号Ｄ）。

スイッチ１０７がオフにされた後、直流電源装置１０Ｃでは、電解コンデンサ１１１に蓄積されていた残留電荷（電力）が減少し、制御部７１において電圧検知回路１４０で検知される電圧値が所定値未満となったと判定された場合（即ち、５Ｖ生成部１３０から制御系の負荷７に供給できる電力がもう少しで枯渇する場合）（Ｓ３２）、制御部７１によりスイッチ１０７がオン（スイッチ閉）にされる（Ｓ３３）。この時、画像形成装置１の消費電力は１Ｗとなる（図９の符号Ｅ）。そして、５Ｖ生成部１３０から制御系の負荷７に対する出力電圧が低下し、５Ｖ生成部１２０が供給する電圧を下回ると、５Ｖ生成部１２０から供給される電圧により制御系の負荷（特に、制御部７１）７が動作するため、画像形成装置１の消費電力は５Ｗに増加する（図９の符号Ｆ）。

即ち、この第４の実施形態によれば、５Ｖ生成部１３０から制御系の負荷７に対して必要な電力が充分供給できる場合に５Ｖ生成部１２０の出力生成を停止させるようにしたため、５Ｖ生成部１２０で消費される電力をほぼ０Ｗにすることができ、それにより、より省資源や省エネを図ることができる。

（第５の実施形態）
次に、図２に示す直流電源装置１０の変形形態であり、図８に示す直流電源装置１０Ｃを新たな構成要素を追加した形態の直流電源装置１０Ｄを備えた第５の実施形態に係る画像形成装置１Ｄの構成及び処理動作について図１０を用いて説明する。図１０は、図２に示す直流電源装置１０の変形形態である直流電源装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、この直流電源装置１０Ｄは、図８に示す直流電源装置１０Ｃと比較して、スイッチ１０２と並列にダイオード（還流手段）１５０を備えたが相違しており、その他の構成については図８と同一であるため、ここでは、同一の構成については説明を省略する。

ダイオード１５０は、２４Ｖ生成部１１０の出力電位が駆動系の負荷６の入力電位より小さくなった場合に、駆動系の負荷６の電解コンデンサ（蓄積手段）６１に蓄積されている電荷（電力）を５Ｖ生成部１３０に供給するためのものである。

即ち、この直流電源装置１０Ｄでは、２４Ｖ生成部１１０と駆動系の負荷６との電位の大小関係が下記式（１）の関係になった場合に、駆動系の負荷６の電解コンデンサ６１に溜まった残留電荷（電力）が、２４Ｖ生成部１１０に還流される。
２４Ｖ生成部１１０の出力部＜駆動系の負荷６の入力部・・・（１）

具体的には、この直流電源装置１０Ｄでは、図２及び図８の直流電源装置１０、１０Ｃと同様、省エネモード（スリープモード）に移行する際、制御部７１によりスイッチ１０１及びスイッチ１０２がオンからオフにされて、２４Ｖ生成部１１０の生成が停止制御された場合、制御部７１の制御のもと、スイッチ１０３がオフからオンにされる。すると、２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１に溜まった残留電荷（電力）が５Ｖ生成部１３０に供給される。そして、２４Ｖ生成部１１０に溜まった残留電荷（電力）を供給し続けていくと、２４Ｖ生成部１１０の出力部の電位は降下していき、２４Ｖ生成部１１０の出力部と駆動系の負荷６の入力部との電位差が、上記式（１）に示した関係になる。その時、スイッチ１０２と並列に設けられたダイオード１５０を介して、駆動系の負荷６の入力部、即ち、電解コンデンサ６１に溜まっている残留電荷（電力）が２４Ｖ生成部１１０に向けて還流され、５Ｖ生成部１３０に供給される。

即ち、この第５の実施形態によれば、駆動系の負荷６の電解コンデンサ６１に溜まっている残留電荷（電力）により、５Ｖ生成部１３０が制御系の負荷７に供給する出力電圧の生成時間を延ばすことができ、それにより、より省資源や省エネを図ることができる。

以上、例示的な実施形態に基づいて説明したが、本実施形態は、前記した実施形態により限定されるものではない。

例えば、上記した実施形態では、省エネモード（スリープ）時に生成を止める電圧を「２４Ｖ」について説明したが、これは一例であり、他の電圧値であっても良く、例えば、３８Ｖ、１２Ｖ又は５Ｖなどのその他の電圧値とすることも可能である。

ただ、一般的に知られている画像形成装置のうち、複写機や複合機にあっては、２４Ｖ系の出力電圧が一般的に使用され、且つ、上記複写機や複合機において高速型と呼ばれる複写速度が速い画像形成装置、例えば、Ａ４サイズの複写を、１分間に６０枚以上出力可能な複写機においては、２４Ｖ系の定格出力電流値が２５Ａ〜５０Ａなど十分に大きく、これに対応して２４Ｖ生成部内の電解コンデンサの容量は５０００μＦ以上など大容量であるため、本発明を適用するには、上記省エネモード（スリープ）時に生成を止める電圧として「２４Ｖ」が最適であると思われる。

また、上記した実施形態では、省エネモード（スリープ）時に生成を止める２４Ｖ生成部１１０の電解コンデンサ１１１に蓄積されている残留電荷（電力）を用いて生成する出力電圧が「５Ｖ」の出力電圧である場合について説明したが、他の出力電圧としても良く、例えば、「１．８Ｖ」、「３．３Ｖ」、「１２Ｖ」等のその他の出力電圧とすることも可能である。

また、上記した実施形態では、第２の負荷７として制御系の負荷７の場合について説明したが、これに限定されず、第２の負荷７として、ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ファンモータなどの駆動系の負荷を適用することも可能である。

また、上記した実施形態における直流電源装置１０（１０Ａ〜１０Ｄ）が、２４Ｖ生成部（第１の電圧生成手段）１１０の生成を停止制御したり、各種スイッチ（１０１〜１０７、１０２Ａ）のオン／オフを制御したりする制御部（制御手段）を備えるように構成しても良い。

また、上記した実施形態の制御部７１や上記した直流電源装置１０（１０Ａ〜１０Ｄ）の制御部における処理を実行するプログラムは、画像形成装置１や直流電源装置１０の図示しないＲＯＭなどの記憶部に予め組み込んで提供することが可能である。また、上記プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶して提供することが可能である。更に、上記プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布したりすることも可能である。

また、上記した実施形態では、本発明を画像形成装置に適用した場合について説明したが、これに限定されず、本発明は、モータなどの駆動系の負荷に２４Ｖなどの第１の電圧を供給する第１の電圧生成部と、電源から供給される電力に基づいて制御部などの制御系の負荷に５Ｖなどの第２の電圧を供給する第２の電圧生成部とを備える電子機器であれば適用可能である。

また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 画像形成装置（電子機器）
１０、１０Ａ〜１０Ｄ 直流電源装置（電源装置）
５ 商用電源（電源）
６ 駆動系の負荷（第１の負荷）
７ 制御系の負荷（第２の負荷）
７１ 制御部（制御手段）
１１０ ２４Ｖ生成部（第１の電圧生成手段）
１２０ ５Ｖ生成部（第３の電圧生成手段）
１３０ ５Ｖ生成部（第２の電圧生成手段）
１４０ 電圧検知回路（電圧検知手段）
１５０ ダイオード（還流手段）
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１２１、６１ 電解コンデンサ（蓄積手段）
１０１ スイッチ（第３のスイッチ手段）
１０２、１０２Ａ スイッチ（第１のスイッチ手段）
１０３ スイッチ（第２のスイッチ手段）
１０４ スイッチ（第５のスイッチ手段）
１０５ スイッチ（第４のスイッチ手段）
１０６ カバー開閉検知スイッチ（開閉検知スイッチ手段）
１０７ スイッチ（第６のスイッチ手段）
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード

特開２００２−２５８６８７号公報

Claims (14)

1. 第１の平滑用コンデンサを備え、電源から供給される電力を前記第１の平滑用コンデンサで平滑化して第１の負荷へ出力する第１の電圧生成手段と、
   前記第１の電圧生成手段に接続され、前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御された場合に、前記第１の電圧生成手段の出力が入力され、第２の負荷に供給する前記第１の電圧生成手段の出力電圧よりも小さい電圧を生成する第２の電圧生成手段と、
   前記電源から供給される電力から所定の電圧を生成して前記第２の負荷へ出力する第３の電圧生成手段
   を更に備え、
   第１の動作モード時に、前記第１の電圧生成手段から前記第１の負荷に電圧を供給し、且つ、前記第３の電圧生成手段から前記第２の負荷に電圧を供給し、
   前記第１の動作モードから第２の動作モードに移行した場合に、前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御されて前記第１の電圧生成手段から前記第１の負荷への電圧供給が遮断され、前記第２の電圧生成手段が、第１の電圧生成手段の出力に基づいて前記第２の負荷に電圧を供給し、前記第２の電圧生成手段から前記第２の負荷に供給される電圧の値が所定値を下回った場合に前記第３の電圧生成手段から前記第２の負荷に電圧を供給する、電源装置。
2. 前記第２の動作モードは、当該電源装置が設けられる電子機器の待機状態における消費電力を低減する省エネモードである、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第１の電圧生成手段から前記第１の負荷に電力を供給する経路をオン／オフする第１のスイッチ手段と、
   前記第１の電圧生成手段から前記第２の電圧生成手段に電圧を供給する経路をオン／オフする第２のスイッチ手段と
   を更に備え、
   前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御された場合、前記第１のスイッチ手段がオンからオフにされ、前記第２のスイッチ手段がオフからオンにされる、請求項１又は２に記載の電源装置。
4. 前記電源から前記第１の電圧生成手段に電力を供給する経路をオン／オフする第３のスイッチ手段
   を更に備え、
   前記第３のスイッチ手段がオンからオフにされることで前記第１の電圧生成手段の生成が停止される、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記第２の電圧生成手段の出力と前記第３の電圧生成手段の出力とがそれぞれ個別のダイオードを介して前記第２の負荷に電圧を供給する経路を有し、
   前記第２の電圧生成手段の生成する電圧の値が前記第３の電圧生成手段の生成する電圧の値に比べて大きく設定されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置。
6. 前記第２の電圧生成手段の出力と前記第３の電圧生成手段の出力とが並列に前記第２の負荷に接続される経路を有し、
   前記第２の電圧生成手段から前記並列な接続のポイントまでの経路をオン／オフする第４のスイッチ手段と、
   前記第３の電圧生成手段から前記ポイントまでの経路をオン／オフする第５のスイッチ手段と
   を更に備え、
   前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御された場合、前記第５のスイッチ手段がオンからオフにされ、且つ、前記第４のスイッチ手段がオフからオンにされ、前記第４のスイッチ手段がオンされてから一定時間が経過した場合に、前記第４のスイッチ手段がオフにされ、且つ、前記第５のスイッチ手段がオンにされる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置。
7. 前記第２の電圧生成手段に供給される電圧の値を検知する電圧検知手段と、
   前記電源から前記第３の電圧生成手段に電力を供給する経路をオン／オフする第６のスイッチ手段と
   を更に備え、
   前記第１の電圧生成手段の生成が停止制御され、前記第１の電圧生成手段から前記第２の電圧生成手段に電圧が供給された際、前記電圧検知手段で検知される値が所定値以上である場合に、前記第６のスイッチ手段がオフにされ、前記電圧検知手段で検知される値が前記所定値未満となった場合に、前記第６のスイッチ手段がオフからオンにされる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置。
8. 前記第１の負荷が前記第１の電圧生成手段から供給される電圧に基づき電力を蓄積する蓄積手段を有し、
   前記第１の電圧生成手段の出力電位が前記第１の負荷の入力電位より小さくなった場合に、前記第１の負荷の前記蓄積手段に蓄積されている電力を前記第１の電圧生成手段に還流して前記第２の電圧生成手段に供給させる還流手段
   を更に備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の電源装置。
9. 当該電源装置が設けられる電子機器のカバーが開いたことが検知された場合に、前記第１のスイッチ手段及び第３のスイッチ手段がオンからオフにされ、前記第２のスイッチ手段がオフからオンにされる、請求項３に記載の電源装置。
10. 前記第１の負荷は、駆動系の負荷であり、
    前記第２の負荷は、前記駆動系の負荷の動作を制御する制御手段を少なくとも含む制御系の負荷である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電源装置と、
    前記電源装置から供給される電圧に基づいて動作する前記第１の負荷及び前記第２の負荷と
    を備える電子機器。
12. 前記第１の負荷は、駆動系の負荷であり、
    前記第２の負荷は、前記電源装置及び前記駆動系の負荷の動作を制御する制御手段を少なくとも含む制御系の負荷である、請求項１１に記載の電子機器。
13. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電源装置と、
    前記電源装置から供給される電圧に基づいて動作する前記第１の負荷及び前記第２の負荷と
    を備える画像形成装置。
14. 前記第１の負荷は、駆動系の負荷であり、
    前記第２の負荷は、前記電源装置及び前記駆動系の負荷の画像形成に係る動作を制御する制御手段を少なくとも含む制御系の負荷である、請求項１３に記載の画像形成装置。

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