JP2012105379A - 電源システム及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング電源の電力消費を抑える。
【解決手段】トランス２３と、整流平滑回路２７とを有し、通常出力モードにおいて第一出力電圧である２４Ｖ出力をするスイッチング電源２０と、前記第一出力電圧である２４Ｖを第二出力電圧である５．０５Ｖに降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ３５と、通常出力モードと低出力モードとオフモードとに切り換え制御する制御装置８０と、前記オフモード時に前記制御装置８０の電源となるコンデンサＣ７と、を備え、前記制御装置８０は、通常出力モードと低出力モード以外において充電が必要な場合に、前記スイッチング電源８０の出力を前記第三出力電圧である５．０５Ｖ出力にして前記コンデンサＣ７を充電させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電源システム及びそれを備えた画像形成装置に関する。

下記特許文献１には、スタンバイ中、主電源制御部がスイッチング電源の出力トランスを発振停止させ、この主電源制御部への電力供給を二次電池が行うことにより、省電力化を図ったものが開示されている。

特開平７−８７７３４号公報

近年では、スイッチング電源の更なる省電力化が求められている。特許文献１のものは、スタンバイ中に二次電池を充電する際も、出力トランスを２４Ｖの出力にしており、電力を無駄に消費していた。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、スイッチング電源の電力消費を抑えることを目的とする。

第一の発明は、一次側の発振により二次側に電圧を誘起させるトランスと、誘起された電圧を整流平滑化する整流平滑回路とを有し、通常出力モードにおいて第一出力電圧を出力するスイッチング電源と、前記スイッチング電源の出力側にあって、前記第一出力電圧を第二出力電圧に降圧する降圧回路と、前記スイッチング電源を、前記通常出力モードと、出力電圧が第一出力電圧より低い第三出力電圧となる低出力モードと、前記トランスの一次側の発振を停止させるオフモードと、に切り換え制御する制御装置と、前記通常出力モード時に前記降圧回路の出力により充電されて、前記オフモード時に前記制御装置の電源となる蓄電部と、を備え、前記制御装置は、前記通常出力モードと前記低出力モード以外において充電が必要な場合に、前記スイッチング電源の出力を前記第三出力電圧にして前記蓄電部を充電させる。

この電源システムは、通常出力モードと低出力モード以外において充電が必要な場合に、スイッチング電源を第三出力電圧にして、蓄電部を充電する。そのため、スイッチング電源を、第三出力電圧より電圧の高い第一出力電圧にして充電する場合に比べて、電力消費を抑えることが可能である。

第二の発明は、第一の発明に記載の電源システムであって、前記制御装置は、オフモード中に充電が必要な場合に、前記スイッチング電源の出力を前記第三出力電圧にして前記蓄電部を充電させる。このようにすれば、オフモード中、蓄電部を充電状態に保つことが可能であり、制御装置に電力を安定供給できる。

第三の発明は、第一の発明又は第二の発明に記載の電源システムであって、前記制御装置は、通常出力モードからオフモードに切り換わるときに、充電が必要な場合に、前記スイッチング電源の出力を前記第三出力電圧にして前記蓄電部を充電させる。このようにすれば、蓄電部が充電された状態でオフモードに移行するので、オフモード中、蓄電部の充電状態を長時間維持できる。

第四の発明は、第二の発明又は第三の発明に記載の電源システムであって、前記蓄電部に対する充電経路に、前記降圧回路から前記蓄電部に充電電流を供給する第一経路と、前記スイッチング電源から前記降圧回路を経由せず前記蓄電部に充電電流を直接供給する第二経路が設けられ、前記蓄電部に対する充電経路を切り換える切換部と、オフモード中に充電が必要な場合及び通常出力モードからオフモードに切り換わるときに充電が必要な場合のうち少なくともいずれか一方の場合に、前記切換部に切換信号を与えることで、前記充電経路を前記第二経路とする切換制御部と、を備える。

この電源システムは、オフモード中に充電が必要な場合及び通常出力モードからオフモードに切り換わるときに充電が必要な場合のうち、少なくともいずれか一方の場合には、蓄電部に対する充電経路が、降圧回路を経由しない第二経路に切り換えられる。従って、蓄電部の充電中、降圧回路で無駄な電力を消費することがない。

第五の発明は、第四の発明に記載の電源システムであって、前記通常出力モードからオフモードに切り換わるときに前記蓄電部を充電する場合において、前記切換制御部は、前記スイッチング電源の出力電圧が前記第一出力電圧から前記第三出力電圧に低下した時点で、前記切換部に切換信号を与えて、前記充電経路を前記第一経路から前記第二経路に切り換える。

一般に、蓄電部の耐圧は概ね十数Ｖ程度であるので、耐圧を超える電圧が加わると、劣化を早め製品寿命を短くする恐れがある。この電源システムは、スイッチング電源の出力電圧が第一出力電圧から第三出力電圧に低下した時点で、充電経路を切り換えるようにしているから、蓄電部に耐圧を超える高電圧が加わる恐れがない。

第六の発明は、第五の発明に記載の電源システムであって、前記スイッチング電源の出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、前記切換制御部は、前記出力電圧検出部により検出される前記スイッチング電源の出力電圧が前記第三出力電圧に低下することを条件に、前記切換部に切換信号を与えて、前記充電経路を前記第一経路から前記第二経路に切り換える。

先に説明したように蓄電部保護の観点から、充電経路の切り換えは、スイッチング電源の出力電圧が第一出力電圧から第三出力電圧に低下した時点で行うことが好ましい。このようなタイミングで充電経路を切り換える方法として、例えば、スイッチング電源の出力電圧が第一出力電圧から前記第三出力電圧に低下するのに必要な時間を計算などによって予想しておき、予想時間が過ぎてから、切り換えるようにすればよい。しかし、スイッチング電源の出力電圧が、計算通りに下がる保証はないので、上記方法の場合、一定のマージンを持たせる必要があり、充電経路の切り換えタイミングが、スイッチング電源の出力電圧が第三出力電圧まで下がった時刻より遅れる。この点、この電源システムでは、スイッチイグ電源の出力電圧を検出するようにしているので、充電経路の切り換え操作を、スイッチング電源の出力電圧が第三出力電圧に低下した時点で、直に実行できる。そのため、上記のように時間を計って、充電経路を切り換える方法に比べて、蓄電部を早期に充電できる。

第七の発明は、第四の発明ないし第六の発明のいずれか一項に記載の電源システムであって、前記降圧回路をオフする停止回路を備え、前記切換制御部は、前記充電経路を第一経路から第二経路に切り換える時に、前記停止回路に停止信号を与えて前記降圧回路をオフする。この電源システムでは、第二経路で蓄電部の充電が行われる間、降圧回路はオフされる。そのため、降圧回路での電力消費がなく省電力化できる。

第８の発明は、第１の発明ないし第７の発明のいずれか一項に記載の電源システムであって、前記蓄電部の電圧を検出する充電電圧検出部を備える。この電源システムでは、蓄電部の電圧レベルから、蓄電部に充電の必要があるかどうかを適切に判断できる。

第９の発明は、第１の発明ないし第８の発明のいずれか一項に記載の電源システムであって、前記第三出力電圧は前記第二出力電圧と同電圧か、それ以下である。この電源システムでは、降圧回路の入力電圧が出力電圧と同電圧か、それ以下になるので、降圧回路での電力ロスが小さくなる。

第１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の電源システムと、前記電源システムのスイッチング電源から前記第一出力電圧にて電力供給され、印刷処理を実行する高電圧系部品と、前記電源システムの降圧回路から前記第二出力電圧にて電力供給され、前記高電圧系部品を制御する第一低電圧系部品と、前記電源システムの降圧回路から前記第二出力電圧にて電力供給され、印刷データを受信する通信処理を行う第二低電圧系部品とを備え、前記第二低電圧系部品が前記印刷データを受信すると、前記第一低電圧系部品が前記高電圧系部品を制御して受信した前記印刷データを印刷する印刷処理を実行する画像形成装置であって、前記通常出力モードでは、前記スイッチング電源から前記高電圧系部品に対して前記第一出力電圧にて電力が供給され、前記降圧回路から前記第一低電圧系部品及び前記第二低電圧系部品に対して前記第二出力電圧にて電力が供給され、前記低出力モードでは、前記スイッチング電源から前記高圧系部品に対する電力供給は停止する一方、前記降圧回路から前記第一低電圧系部品及び前記第二低電圧系部品へは前記第二出力電圧にて電力が供給され、前記オフモードでは、前記高電圧系部品と前記第一、第二低電圧系部品の双方に対する電力の供給が停止する。このものでは、画像形成装置の電源部分における電力消費を抑えることが可能である。

本発明によれば、スイッチング電源の電力消費を抑えることが可能となる。

本発明の実施形態１において、プリンタの構成を示すブロック図 電源システムにおける電源装置の回路図 電源システムにおける制御装置側の回路図 分圧比と目標出力電圧との関係を示す図 各モードについてスイッチング電源等の出力電圧をまとめた図 コンデンサの充電特性を示す図 コンデンサの放電特性を示す図 モードの移行パターンを示す図 実施形態２における電源システムの制御装置側の回路図 電源システムにおける電源装置の回路図 スイッチング電源の出力電圧の波形図（２４Ｖから５Ｖに下がる過程を示す） 実施形態３における電源システムの制御装置側の回路図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。
１．プリンタの説明
図１はプリンタ（本発明の「画像形成装置」の一例）１の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ１は、印刷部２と、通信部３ａと、画像メモリ３ｂと、電源システムＳとを備えている。電源システムＳは、電源装置１０と制御装置８０とから構成されている。電源装置１０はプリンタ１の電源となるものであり、印刷部２、通信部３ａ、画像メモリ３ｂ及び制御装置８０に対して電力を供給する。

印刷部２は、感光ドラム２ａ、感光ドラム２ａの表面を帯電させる帯電プロセスを実行する帯電器２ｂ、感光ドラム２ａの表面に静電潜像を形成する露光プロセスを実行する露光装置２ｃ、感光ドラム２ａの表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像プロセスを実行する現像器２ｄ、記録媒体に現像剤像を転写する転写プロセスを実行する転写器２ｅ、記録媒体上に転写された現像剤像を定着させる定着プロセスを実行する定着器２ｆ等から構成されている。

印刷部２は帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスを実行して、記録媒体上に印刷データを印刷する印刷処理を実行するものである。通信部３ａはＰＣ等の情報端末装置との間で通信を行うものであり、情報端末装置から印刷指示や印刷データを受信する機能を担う。画像メモリ３ｂは、情報端末装置から受信した印刷データを一時記憶するものである。

上記プリンタ１は、通信部３ａが情報端末装置から印刷指示を受けて印刷データを受信すると、制御装置８０のメインブロックＢ１が、印刷部２に帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスからなる印刷処理を実行させることで、記録媒体に印刷データを印刷させる。尚、印刷部２の動作電圧は２４Ｖであるのに対して、通信部３ａ、画像メモリ３ｂ及び制御装置８０の動作電圧は３．３Ｖである。また、印刷部２が本発明の「高電圧系部品」の一例であり、制御装置８０のメインブロックＢ１が本発明の「第一低電圧系部品」の一例であり、通信部３ａが本発明の「第二低電圧系部品」の一例である。

２．回路構成の説明
まず、図２を参照して電源システムＳにおける電源装置１０の構成について説明する。電源装置１０は、スイッチング電源２０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ（本発明の「降圧回路」の一例）３５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５と、を備える。スイッチング電源２０は、整流平滑回路２１と、トランス２３と、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２５と、整流平滑回路２７と、電圧検出回路２９と、ＦＥＴ２５をスイッチング制御する制御ＩＣ５０とを備える。

整流平滑回路２１は、いわゆるコンデンサインプット型であり、ＡＣ電源１５の交流電圧（例えば、２２０Ｖ）を整流するブリッジダイオードＤ１と、整流後の電圧を平滑化するコンデンサＣ１とから構成されている。そして、整流平滑回路２１の出力側には、トランス２３が設けられていて、交流電圧を整流平滑化した入力電圧Ｖｉｎ（例えば、約ＤＣ３２２Ｖ）が、入力ラインＬｉｎを通じてトランス２３の一次コイルＮ１に印加される構成となっている。

ＦＥＴ２５はＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、ドレインＤを一次コイルＮ１に接続すると共に、ソースＳを接地している。そして、ＦＥＴ２５のゲートＧは、制御ＩＣ５０の出力ポートＯＵＴに接続されている。以上のことから、制御ＩＣ５０が出力ポートＯＵＴを通じてゲートＧにオンオフ信号（ＰＷＭ信号）を出力すると、ＦＥＴ２５はオンオフ動作する。これにより、トランス２３の一次側が発振して、トランス２３の二次コイルＮ２に電圧を誘起させる構成となっている。

また、トランス２３の一次側には電圧発生回路２６が設けられている。電圧発生回路２６は、トランス２３の一次側に設けられた補助コイルＮ３に誘起される電圧を、ダイオードＤ２とコンデンサＣ２により平滑化するものである。この電圧発生回路２６は、概ね２０Ｖの電圧を発生し、制御ＩＣ５０の電源となる。

整流平滑回路２７はトランス２３の二次側に設けられていて、ダイオードＤ３とコンデンサＣ３とからなる。整流平滑回路２７はトランス２３の二次コイルＮ２に誘起された電圧を整流平滑化する。これにより、スイッチング電源２０は、出力ラインＬｏ１を通じて出力電圧Ｖｏ１を出力する。また、整流平滑回路２７の出力側には、電圧検出回路２９が設けられている。

電圧検出回路２９はスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を検出する機能と、出力電圧Ｖｏ１の目標値を変更する機能を有するものであって、一対の検出抵抗Ｒ１、Ｒ２と、分圧比変更回路３２と、シャントレギュレータＲＥ１と、シャントレギュレータＲＥ１と直列接続された発光ダイオードＬＥＤ１と、から構成されている。

検出抵抗Ｒ１、Ｒ２は、出力ラインＬｏ１とグランド間において直列接続されている。分圧比変更回路３２は、抵抗Ｒ３とトランジスタ３３とから構成されている。抵抗Ｒ３は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点に一端を接続する一方、他端をトランジスタ３３のコレクタＣに接続している。

トランジスタ３３は、ＮＰＮトランジスタであり、エミッタＥをグランドに接続している。また、トランジスタ３３のベースＢは、抵抗Ｒ８を介して制御装置８０の出力ポートＰ６に接続されている（図３参照）。

分圧比変更回路３２は、トランジスタ３３のオンオフにより、検出抵抗の分圧比Ｋを変更する機能を果たす。すなわち、トランジスタ３３がオンすると、分圧比ＫはＲ２３／（Ｒ１＋Ｒ２３）になる。これに対して、トランジスタ３３がオフすると、分圧比ＫがＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる（図４参照）。尚、Ｒ２３は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の合成抵抗である。

シャントレギュレータＲＥ１は、シャントレギュレータＲＥ１の内部に設けられた基準電圧Ｖｒ（一例として２．５Ｖ）と、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を分圧比Ｋにて分圧した分圧電圧Ｖｇ（ｇ点の電圧）とのレベル差に応じた電流を流す。

これにより、発光ダイオードＬＥＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ１は基準電圧と分圧電圧Ｖｇとのレベル差に応じた光量の光信号を出力する。そして、発光ダイオードＬＥＤ１は、制御ＩＣ５０のフィードバックポートＦＢに接続されたフォトトランジスタＰＴ１と共に、フォトカプラを構成している。

そのため、発光ダイオードＬＥＤ１の光信号はフォトトランジスタＰＴ１にて電気信号に戻される。これにて、シャントレギュレータＲＥ１の基準電圧Ｖｒに対する分圧電圧Ｖｇのレベル差を示す信号（以下、フィードバック信号）が、制御ＩＣ５０のフィードバックポートＦＢにフィードバックされる構成となっている。

また、スイッチング電源２０の出力ラインＬｏ１は、図２に示すように分岐点Ｊ１にて２分岐している。そして、分岐したライン上にはＤＣ−ＤＣコンバータ３５が設けられている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は、スイッチング電源２０の出力する２４Ｖの出力電圧Ｖｏ１を降圧して、５．１５Ｖの出力電圧Ｖｏ２を出力するものであって、ＦＥＴ３７と、平滑回路３９と、コンパレータ４１と、トランジスタ４３と、検出抵抗Ｒ６、Ｒ７と、コンデンサＣ６を備えた構成となっている。

ＦＥＴ３７は、ＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、ソースＳを入力側（スイッチング電源２０の出力側）に接続し、ドレインＤを出力側（平滑回路３９側）に接続している。平滑回路３９は、チョークコイル４０と、コンデンサＣ５と、ダイオードＤ５とから構成されている。コンデンサＣ５は出力ラインＬｏ２とグランドとの間に設けられ、また、ダイオードＤ５は、出力ラインＬｏ２とグランドとの間において、グランドから出力ラインＬｏ２への向きが順方向となるように接続されている。平滑回路３９は、ＦＥＴ３７通過後の電圧波形を平滑化するものである。

また、ＦＥＴ３７のゲートＧには、抵抗Ｒ４を介してトランジスタ４３のコレクタＣが接続されている。トランジスタ４３は、ＮＰＮトランジスタであり、エミッタＥをグランドに接続している。また、トランジスタ４３のベースＢは、抵抗Ｒ５を介してコンパレータ４１の出力端子に接続されている。

コンパレータ４１は２つの入力端子を備えており、プラス側の入力端子には、シャントレギュレータＲＥ２を介して基準電圧が与えられている。一方、マイナス側の入力端子には、検出抵抗Ｒ６、Ｒ７の中間接続点に接続されている。検出抵抗Ｒ６、Ｒ７は、出力ラインＬｏ２とグランドとの間に設けられていて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｏ２を抵抗比により分圧して検出するものである。尚、検出抵抗Ｒ７にはコンデンサＣ６が並列接続されていて、コンパレータ４１にヒステリシスを持たせている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の回路動作を説明すると、出力電圧Ｖｏ２を抵抗比により分圧した電圧値が基準電圧を下回る場合には、コンパレータ４１の出力はＨｉｇｈレベルになるので、トランジスタ４３及びＦＥＴ３７はいずれもオンする。これにより、ＦＥＴ３７のオン時間が長くなり、出力電圧Ｖｏ２は上昇し、目標値に向かう。

一方、出力電圧Ｖｏ２を抵抗比により分圧した電圧値が基準電圧を上回る場合には、コンパレータ４１の出力はＬｏｗレベルになるので、トランジスタ４３及びＦＥＴ３７はいずれもオフする。これにより、ＦＥＴ３７のオン時間が短くなり、出力電圧Ｖｏ２は下降し目標値に向かう。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力ラインＬｏ２は、図２に示すように分岐点Ｊ２にて更に分岐している。そして、分岐したラインにはＤＣ−ＤＣコンバータ４５が設けられている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５と同様の回路構成であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力する５．１５Ｖの出力電圧Ｖｏ２を降圧して、３．３Ｖの出力電圧Ｖｏ３を出力する。

制御ＩＣ５０は、電圧発生回路２６に接続される電源ポートＶｃｃと、抵抗Ｒ９、ツェナーダイオードＤ６を介して入力ラインＬｉｎに接続される高電圧入力ポートＶＨと、電圧検出回路２９からのフィードバック信号が入力されるフィードバックポートＦＢと、出力ポートＯＵＴと、制御装置８０から出力される制御パルス信号Ｓｒ１が入力される制御入力ポートＥＮの５つのポートを備えている。

制御ＩＣ５０はＰＷＭコンパレータ（図略）と三角波を発振する発振回路（図略）を備えており、フィードバックポートＦＢにフィードバック信号が入力されると、フィードバック信号に応じたＰＷＭ信号を生成し、出力ポートＯＵＴを通じてＦＥＴ２５のゲートＧに出力する。これにより、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１が目標電圧になるように制御される。

また、制御ＩＣ５０は、次に説明する制御装置８０から出力される制御パルス信号Ｓｒ１に基づいてＦＥＴ２５のスイッチング制御（オンオフ制御）を停止、再開する機能を担う。

次に、図３を参照して電源システムＳにおける制御装置８０側の構成について説明する。制御装置８０は、プリンタ１の印刷部２を制御するメインブロックＢ１と、スイッチング電源２０のモードを制御するモード制御ブロックＢ２とから構成されている。また、モード制御ブロックＢ２には、計時部９０、内部メモリ９５が設けられている。

メインブロックＢ１の電源ポートＰ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５の出力ラインＬｏ３に接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５から３．３Ｖの出力電圧Ｖｏ３が印加される構成となっている。

一方、モード制御ブロックＢ２の電源ポートＰ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５側に接続されている。具体的に説明すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力ラインＬｏ２には、ダイオードＤ７を介してコンデンサ（蓄電用の電気二重層キャパシタ）Ｃ７が接続されている。そして、コンデンサＣ７とダイオードＤ７の接続点から中継ラインＬ１が引き出されている。尚、コンデンサＣ７が本発明の「蓄電部」の一例である。

中継ラインＬ１上にはＤＣ−ＤＣコンバータ８３が設けられていて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５からの出力電圧Ｖｏ２を３．３Ｖに降圧して、モード制御ブロックＢ２の電源ポートＰ２に入力させる構成となっている。

また、モード制御ブロックＢ２には、２つの入力ポートＰ３、Ｐ４と、２つの出力ポートＰ５、Ｐ６が設けられている。入力ポートＰ３には切換スイッチＳＷ２が接続されている。この切換スイッチＳＷ２は、スイッチング電源２０のモードを、出力モードとオフモードに切り換える手動スイッチである。

入力ポートＰ４には、充電電圧検出回路８７から出力される検出信号（コンパレータＣＰより出力される２値信号）が、入力される構成となっている。充電電圧検出回路（本発明の「充電電圧検出部」の一例）８７はコンデンサＣ７の充電電圧Ｖｃｈを検出する検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２と、検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２により検出された電圧値を基準値と比較して出力するコンパレータＣＰと、基準電圧生成用の分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４とから構成されている。

コンパレータＣＰは、充電電圧Ｖｃｈが基準電圧を上回っている場合には、Ｈｉｇｈレベルの検出信号をモード制御ブロックＢ２のポートＰ４に出力し、充電電圧Ｖｃｈが基準電圧を下回っている場合には、Ｌｏｗレベルの検出信号をポートＰ４に出力する。

出力ポートＰ５は、制御ＩＣ５０の制御入力ポートＥＮに対して、制御パルス信号Ｓｒ１を出力するポートである。具体的に説明すると、中継ラインＬ１には、発光ダイオードＬＥＤ２が接続されている。発光ダイオードＬＥＤ２は、アノードを中継ラインＬ１に接続する一方、カソードをＮＰＮトランジスタ８５のコレクタＣに抵抗Ｒ１０を介して接続している。

トランジスタ８５のエミッタＥはグランドに接続されると共に、トランジスタ８５のベースＢはモード制御ブロックＢ２の出力ポートＰ５に接続されている。そして、発光ダイオードＬＥＤ２は、制御ＩＣ５０の制御入力ポートＥＮに接続されたフォトトランジスタＰＴ２と共に、フォトカプラを構成している。

以上のことから、出力ポートＰ５より出力された制御パルス信号Ｓｒ１は、発光ダイオードＬＥＤ２とフォトトランジスタＰＴ２によって光伝送され、制御ＩＣ５０の制御入力ポートＥＮに入力される構成となっている。また、出力ポートＰ６は、抵抗Ｒ８を介して、分圧比変更回路３２のトランジスタ３３のベースＢに接続されている。

３．モード制御ブロックＢ２によるモード制御の説明
（３−１）出力モード⇔オフモード間におけるモード移行
電源システムＳのスイッチング電源２０には、図５に示すように、出力モードとオフモードが設けられている。出力モードは、トランス２３の一次側を発振させて、スイッチング電源２０を出力状態にするモードである。一方、オフモードは、トランス２３の発振を停止させてスイッチング電源２０の出力を停止させるモードである。

制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、制御ＩＣ５０に対して、制御パルス信号Ｓｒ１を出力することによって、スイッチング電源２０を出力モードからオフモードへ、又はオフモードから出力モードへ移行操作できる。

これは、出力モード時に、制御パルス信号Ｓｒ１を受信すると、制御ＩＣ５０は電源ポートＶｃｃをハイインピーダンス状態に制御して、ＦＥＴ２５に対するスイッチング制御を停止する。これにより、トランス２３の一次側の発振が停止するので、スイッチング電源２０は出力停止状態となり、オフモードとなる。

一方、オフモード時に、制御パルス信号Ｓｒ１を受信すると、制御ＩＣ５０は電源ポートＶｃｃのハイインピーダンス状態を解除して、ＦＥＴ２５に対するスイッチング制御を再開し、出力ポートＯＵＴからＦＥＴ２５に対してオンオフ信号を出力する。これにより、ＦＥＴ２５がオンオフしてトランス２３の一次側の発振がするので、スイッチング電源２０は出力状態となり、オフモードから出力モードに移行する。

（３−２）通常出力モード⇔低出力モード間におけるモード移行
下記（１）式にて示すように、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１の目標値は、電圧検出回路２９における検出抵抗の分圧比Ｋの逆数に比例する。そのため、分圧比Ｋを小さくすると、出力電圧Ｖｏ１の目標値は大きくなり、分圧比Ｋを大きくすると、出力電圧Ｖｏ１の目標値は小さくなる。

Ｖｏ１＝Ｖｒ／Ｋ・・・・・・・・・・・・（１）式
Ｋ１＝Ｒ２３／（Ｒ１＋Ｒ２３）・・・・・（２）式
Ｋ２＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）・・・・・・・（３）式
尚、Ｖｏ１はスイッチング電源の出力電圧、ＶｒはシャントレギュレータＲＥ１の基準電圧、Ｋは電圧検出回路２９における検出抵抗の分圧比、Ｒ２３はＲ２とＲ３の合成抵抗を指す。

そのため、モード制御ブロックＢ２からＨｉｇｈ／Ｌｏｗいずれかの第一制御信号Ｓｒ２を分圧比変更回路３２に対して出力して分圧比Ｋの値を変更することによりスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を切り換えることが可能であり、スイッチング電源２０を通常出力モードと低出力モードとの間で移行操作できる。

具体的に説明すると、モード制御ブロックＢ２からＨｉｇｈレベルの第一制御信号Ｓｒ２が出力されている時、トランジスタ３３はオンするので、上記（２）式のように分圧比Ｋは「Ｋ１」になる。これに対して、Ｌｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２が出力されている時、トランジスタ３３はオフするため、上記（３）式のように分圧比Ｋは「Ｋ２」となる。

そして、分圧比Ｋ１と分圧比Ｋ２の大小関係は「Ｋ１」＜「Ｋ２」となる。そのため、モード制御ブロックＢ２からＨｉｇｈレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力すると、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１の目標値は「高電圧（２４Ｖ）」となる（通常出力モード）。そして、通常出力モードでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５は、図５に示すようにそれぞれ５．１５Ｖ出力、３．３Ｖ出力となる。

尚、スイッチング電源２０の「２４Ｖ」出力が本発明の「第一出力電圧」に対応し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の「５．１５Ｖ」出力が、本発明の「第二出力電圧」に対応している。

一方、モード制御ブロックＢ２からＬｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力すると、出力電圧Ｖｏ１の目標値は「低電圧（５．０５Ｖ）」となる（低出力モード）。そして、低出力モードでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５は、図５に示すようにそれぞれ５．０Ｖ出力、３．３Ｖ出力となる。尚、スイッチング電源２０の「５．０５Ｖ」出力が、本発明の「第三出力電圧」に対応している。

また、低出力モードにおいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の入出力間で０．０５Ｖの電圧差があるのは、ＦＥＴ３７とコイル４０の抵抗成分で、０．０５Ｖ程度の電圧降下があるためである。

そして、これら通常出力、低出力、オフの３つのモードは、図７に示すように印刷処理、印刷指示待ち、電源オフに各々対応しており、プリンタ１の使用状況によって、モードチェンジされる構成となっている（詳細は、次の動作説明にて説明する）。

４．電源システムＳの動作説明
（４−１）ＡＣ電源１５の投入から通常出力モードへの移行
電源スイッチＳＷ１（図２参照）が投入されると、入力ラインＬｉｎに対して、交流電圧を整流平滑化した入力電圧Ｖｉｎが印加される。これにより、制御ＩＣ５０の高電圧入力ポートＶＨに入力電圧Ｖｉｎが印加され、制御ＩＣ５０は起動する。

制御ＩＣ５０は起動後、ＦＥＴ２５のゲートＧに対するオンオフ信号（ＰＷＭ信号）の出力を開始する。これにより、ＦＥＴ２５がオン、オフを繰り返す状態になるので、スイッチング電源２０のトランス２３の一次側が発振を開始し、トランス２３の二次側に電圧が誘起される（発振開始）。

そして、制御ＩＣ５０はオンオフ信号の出力開始からいわゆるソフトスタート制御を実行する。そのため、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１はゆっくりと上昇してゆく。そして、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１が所定レベルを超えると、制御ＩＣ５０はフィードバック制御に切り換え、それ以降はフィードバックポートＦＢに入力されるフィードバック信号に基づいたＰＷＭ出力を行う。

そして、電源投入時には、モード制御ブロックＢ２からＨｉｇｈレベルの第一制御信号Ｓｒ２が出力され、トランジスタ３３はオン状態となる。そのため、分圧比Ｋが「Ｋ１」となり、出力電圧Ｖｏ１の目標電圧は「２４Ｖ」となる。

以上のことから、スイッチング電源２０の「２４Ｖ」出力となる。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は、スイッチング電源２０の出力電圧「２４Ｖ」を降圧して「５．１５」Ｖ出力になり、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５は、更に、出力電圧「５．１５Ｖ」を降圧して「３．３Ｖ」出力になる（通常出力モード）。

この通常出力モードでは、電源装置１０によってプリンタ１の各部品に電力供給される。すなわち、印刷部２には、出力ラインＬｏ１を通じて、スイッチング電源２０から電力が供給される（電源電圧２４Ｖ）。また、通信部３ａ、画像メモリ３ｂ及び制御装置８０のメインブロックＢ１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５を介して、スイッチング電源２０から電力が供給される（電源電圧３．３Ｖ）。また、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、８３を介してスイッチング電源２０から電力が供給される（電源電圧３．３Ｖ）。従って、プリンタ１は印刷可能な状態、すなわち、ＰＣ等の情報端末装置から印刷指示を受信し、印刷指示に応じた印刷処理を実行できる状態となる。

また、通常出力モード中、コンデンサＣ７には、第一経路（出力ラインＬｏ２、ダイオードＤ７を経由する経路）Ｕ１を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３５から充電電流が供給されるので、コンデンサＣ７は充電されてゆく。

（４−２）通常出力モードから低出力モードへの移行
制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、通常出力モード時において、電源スイッチＳＷ１の投入後のウォーミングアップ動作完了、印刷処理終了、またはプリンタ１に設けられた操作部（図示せず）のユーザによる操作終了を契機として印刷指示や操作部操作の待ち時間を計測しており、待ち時間が設定時間Ｔｗ１に達すると、スイッチング電源２０のモードを通常出力モードから低出力モードに移行させる。

具体的には、モード制御ブロックＢ２は、出力ポートＰ６よりＬｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力する。すると、トランジスタ３３はオフする。これにより、電圧検出回路２９の検出抵抗の分圧比Ｋが「Ｋ１」から「Ｋ２」に切り換る結果、出力電圧Ｖｏ１の目標電圧は「５．０５Ｖ」となる。

以上のことから、スイッチング電源２０は「５．０５Ｖ」出力となる。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は、「５．０Ｖ」出力になり、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５は「３．３Ｖ」出力になる（低出力モード）。

この低出力モードでは、通常出力モードと同様に、制御装置８０のメインブロックＢ１や通信部３ａ、画像メモリ３ｂには、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５を介してスイッチング電源２０から電力が供給される（電源電圧３．３Ｖ）。また、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、８３を介してスイッチング電源２０から電力が供給される（電源電圧３．３Ｖ）。

一方、低出力モードにおいて、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は「５．０５Ｖ」であり、印刷部２の動作電圧２４Ｖを下回るので、印刷部２にする電力供給は停止状態になる。従って、低出力モード中、プリンタ１は、通信処理や通信処理にて受信した印刷データを画像メモリ３ｂに書き込む処理は可能なものの、印刷部２は全停止する。

尚、低出力モード中、コンデンサＣ７には、第一経路Ｕ１を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３５から充電電流が供給される。そのため、コンデンサＣ７は、通常出力モードと同様に低出力モード中も充電される。

（４−３）低出力モードからオフモードへの移行
制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、低出力モードに移行したのを契機として、印刷指示や操作部操作の待ち時間を計測しており、プリンタ１が印刷指示を受けないまま待ち時間が設定時間Ｔｗ２に達すると、電源システムＳのモードを低出力モードからオフモードに移行させる。具体的には、モード制御ブロックＢ２は、出力ポートＰ５より制御パルス信号Ｓｒ１を出力する。すると、制御パルス信号Ｓｒ１は、フォトカプラを介して光伝送され、制御ＩＣ５０の制御入力ポートＥＮに入力される。

これにより、制御ＩＣ５０が、出力ポートＯＵＴをハイインピーダンス状態に制御するため、トランス２３の一次側の発振が停止する。そのため、スイッチング電源２０は出力を停止し、電源システムＳはオフモードに移行する。

そして、オフモード中、スイッチング電源２０とＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５はいずれも出力停止状態になるから、印刷部２や制御装置８０のメインブロックＢ１、通信部３ａ、画像メモリ３ｂに対する電力供給は全てストップする。一方、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、コンデンサＣ７から電力供給されるため動作状態となる。尚、オフモード中、モード制御ブロックＢ２は、入力ポートＰ３、Ｐ４のポートレベルをチェックして、切換スイッチＳＷ２の操作の有無、コンデンサＣ７の充電状態を確認する。

（４−４）オフモードから通常出力モードへの移行
オフモードは予め設定された設定時間Ｔｗ３継続される。そして、設定時間Ｔｗ３が過ぎると、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、制御パルス信号Ｓｒ１を出力する。これにより、制御ＩＣ５０は電源ポートＶｃｃのハイインピーダンス状態を解除してオンオフ信号の出力を再開する。その結果、ＦＥＴ２５がオンオフ動作してトランス２３の発振が再開する。

また、モード制御ブロックＢ２は、制御パルス信号Ｓｒ１の出力と並行して、Ｈｉｇｈレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力してトランジスタ３３をオンさせる。これにより、分圧比Ｋが「Ｋ１」に設定され、出力電圧Ｖｏ１の目標電圧は「２４Ｖ」になる。かくして、スイッチング電源２０は、オフモードから通常出力モードに切り換える。

このように、電源システムＳは、ＰＣ等の情報端末装置などから印刷指示がない状態が続いたり操作部がユーザによって操作されない状態が続いたりすると、図７にて実線で示すように、通常出力モード→低出力モード→オフモード→通常出力モードの順にモードチェンジする状態を繰り返す状態となる。そして、印刷指示があると、通常出力モード中であればそのまま印刷処理を行い、低出力モード中であれば通常出力モードへ移行して印刷処理を行う。そして、印刷処理の完了後、印刷指示のない状態が設定時間Ｔｗ１続くと、再びモードチェンジする状態を繰り返す。

（４−５）切換スイッチＳＷ２の操作によるモード移行
次に、モードチェンジを繰り返す状態から切換スイッチＳＷ２がユーザにより操作されると、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、トランジスタ８５に制御パルス信号Ｓｒ１を出力する。すると、制御パルス信号Ｓｒ１は、フォトカプラを介して光伝送され、制御ＩＣ５０の制御入力ポートＥＮに入力される。これにより、制御ＩＣ５０が、ＦＥＴ２５に対するオンオフ信号（ＰＷＭ信号）の出力を、出力状態から停止状態に、又は停止状態から出力状態に切り換える。

そのため、切換スイッチＳＷ２操作時のモードが出力モード（通常出力モード、低出力モード）であれば、スイッチング電源２０は、オフモードにモード移行する。また、切換スイッチ操作時のモードがオフモードである場合には、出力モード（通常出力モード、低出力モードのいずれか）にモード移行する。

５．通常出力モードと低出力モード以外において充電が必要な場合に行われる充電動作
（５−１）オフモード中の充電動作
制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、オフモードに移行したのを契機として、計時部９０に、オフモードの開始時刻（コンデンサＣ７の放電開始時刻）ｔ０１から時間を計測させる。一方、モード制御ブロックＢ２の内部メモリ９５には、コンデンサＣ７の最大使用時間（満充電から充電要になるまでの時間）である第一リミットタイムＴｐ１が予め記憶されている（図６ａ参照）。尚、満充電とは、コンデンサＣ７に電荷が十分に蓄えられた状態（充電量がほぼ１００％）を指す。

そして、計時部９０の計測時間Ｔ１が第一リミットタイムＴｐ１に達すると、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、このままコンデンサＣ４が放電していくと充電電圧Ｖｃｈが低下してＤＣ−ＤＣコンバータ８３が３．３Vを維持できなくなってしまうために充電が必要と判断する。そして、モード制御部Ｂ２は充電が必要であると判断すると、制御パルス信号Ｓｒ１を出力する。これにより、制御ＩＣ５０は電源ポートＶｃｃのハイインピーダンス状態を解除してオンオフ信号の出力を再開する。その結果、ＦＥＴ２５がオンオフ動作してトランス２３の発振が再開される。

また、モード制御ブロックＢ２は、制御パルス信号Ｓｒ１を出力と並行して、Ｌｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力してトランジスタ３３をオフさせる。これにより、分圧比Ｋが「Ｋ２」に設定され、出力電圧Ｖｏ１の目標電圧が「５．０５」になる。

以上のことからスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は「５．０５Ｖ」になる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｏ２は「５．０Ｖ」になる。そして、コンデンサＣ７には、第一経路Ｕ１を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３５から充電電流が供給される。これにて、コンデンサＣ７は充電される。

このように、電源システムＳでは、オフモード中に充電が必要な場合、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「５．０５Ｖ」にして、コンデンサＣ７を充電する。そのため、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「２４Ｖ」にして充電をする場合に比べて、ロスが小さく、電力消費を抑えることが可能である。

また、計測時間Ｔ１が第一リミットタイムＴｐ１に達する前であっても、コンデンサＣ７の充電電圧Ｖｃｈが低下して、充電電圧検出回路８７のコンパレータＣＰからＬｏｗレベルの検出信号が出力された場合には、上記と同様にスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「５．０５Ｖ」にして、コンデンサＣ７を充電する。このようにすることで、オフモード中、ＤＣ−ＤＣコンバータ８３が３．３Vを維持できなくなる前に、コンデンサＣ７を確実に充電できる。そのため、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２に電力を安定供給できる。

そして、モード制御ブロックＢ２は、上記充電によりコンデンサＣ７が満充電に至ると、出力ポートＰ５より制御パルス信号Ｓｒ１を出力する。すると、制御パルス信号Ｓｒ１は、フォトカプラを介して光伝送され、制御ＩＣ５０の制御入力ポートＥＮに入力される。これにより、制御ＩＣ５０が、出力ポートＯＵＴをハイインピーダンスに制御する結果、トランス２３の発振が停止する。そのため、スイッチング電源２０は出力を停止し、通常のオフモードに戻る。

（５−２）通常出力モードからオフモードに切り換わるときの充電動作
先に説明したように、スイッチング電源２０は、切換スイッチＳＷ２の操作により、通常出力モードからオフモードに移行する。そして、通常出力モードからオフモードに移行するときに、コンデンサＣ７が満充電に達していない場合に、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、充電が必要と判断する。そして、モード制御ブロックＢ２は、充電が必要であると判断すると、出力ポートＰ６からＬｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力してトランジスタ３３をオフさせる。

これにより、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は「５．０５Ｖ」となり、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｏ２は「５．０Ｖ」となる。そして、コンデンサＣ７は、第一経路Ｕ１を通じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５から充電電流が供給され、充電される。そして、充電完了後、モード制御ブロックＢ２は、出力ポートＰ５から制御パルス信号Ｓｒ１を出力して、スイッチング電源２０をオフモードにモード移行させる。

このように、通常出力モードからオフモードに切り換わる時に充電が必要な場合には、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「５．０５Ｖ」に切り換えてコンデンサＣ７を充電する。そのため、切り換えをせず、出力電圧Ｖｏ１が「２４Ｖ」の状態で充電する場合に比べて、電力消費を抑えることが可能である。

尚、コンデンサＣ７が満充電に達しているか否かの判断は、次のように行われる。すなわち、モード制御ブロックＢ２は、計時部９０によって、通常出力モードの開始時刻ｔｏ２（コンデンサＣ７に対する充電開始時）から時刻の計測を開始させる。その一方、モード制御ブロックＢ２の内部メモリ９５には、コンデンサＣ７の充電必要時間（充電開始から満充電になるまでの時間）である第二リミットタイムＴｐ２が予め記憶されている（図６ｂ参照）。

そして、モード制御ブロックＢ２は、計時部９０による計測時間Ｔ２が第二リミットタイムＴｐ２に達する前に、通常出力モードからオフモードへのモード移行指示（具体的には、切換スイッチＳＷ２の操作）があると、満充電に達してしないと判断する。

また、モード制御ブロックＢ２は、計時部９０による計測時間Ｔ２が第二リミットタイムＴｐ２に達した後、モード移行指示があった場合、満充電に達していると判断する。この場合、モード制御ブロックＢ２は、モード移行指示に従って、スイッチング電源２０を通常出力モードからオフモードにモード移行させる。

６．効果説明
以上説明したように、本電源システムＳでは、オフモード中、トランス２３の発振を停止させるようにしたので、電力消費を抑えることが可能である。

また、通常出力モードと低出力モード以外において充電が必要な場合、具体的には、オフモード中に充電が必要な場合と、通常出力モードからオフモードに切り換わる時に充電が必要な場合は、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「５．０５Ｖ」にして、コンデンサＣ７を充電する。従って、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「２４Ｖ」にして充電する場合に比べて、電力消費を抑えることが可能である。

また、本実施形態では、低出力モード時におけるスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は「５．０５Ｖ」であるのに対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の通常出力モード時の出力電圧Ｖｏ２は「５．１５Ｖ」であり、出力電圧Ｖｏ１が出力電圧Ｖｏ２に比べて小さい。そのため、低出力モード時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５のＦＥＴ３７はオフせず、常時オン状態となる。そのため、ＦＥＴ３７がオンオフすることにより発生するロスをほぼゼロに出来る。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図８〜図１０によって説明する。実施形態１では、コンデンサＣ７に対する充電経路として、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力ラインＬｏ２、ダイオードＤ７を経由する第一経路Ｕ１を示した。実施形態２は、コンデンサＣ７に対する充電経路を、第一経路Ｕ１と第二経路Ｕ２の２経路にした点が実施形態１と相違している。

図８に示すように、第二経路Ｕ２は、スイッチング電源２０の出力ラインＬｏ１と、コンデンサＣ７の出力端子Ｑを直接接続するものであり、スイッチング電源２０から、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を経由することなく、コンデンサＣ７に対して充電電流を直接供給できる。係る第二経路Ｕ２上にはトランジスタ（本発明の「切換部」の一例）１００が設けられている。トランジスタ１００はＰＮＰトランジスタであり、エミッタＥをスイッチング電源２０の出力ラインＬｏ１に対して接続する一方、コレクタＣをコンデンサＣ７の出力端子Ｑに接続している。

そして、トランジスタ１００のベースＢには抵抗Ｒ１５を介して、トランジスタ（本発明の「切換部」の一例）１０１のコレクタＣが接続されている。トランジスタ１０１は、ＮＰＮトランジスタであり、エミッタＥをグランドに接続している。そして、トランジスタ１０１のベースＢは、抵抗Ｒ１６を介して、モード制御ブロックＢ２の出力ポートＰ７に接続されている。

また、実施形態２では、図９に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５に対して停止回路１０５を設けている。停止回路１０５は、トランジスタ１０６と抵抗Ｒ１７とから構成されている。トランジスタ１０６はＮＰＮトランジスタであり、コレクタＣをトランジスタ４３のベースＢに接続する一方、エミッタＥをグランドに接続している。そして、トランジスタ１０６のべースＢは、抵抗Ｒ１７を介してモード制御ブロックＢ２の出力ポートＰ７に接続されている。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５にも、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５に設けた停止回路１０５と同じ停止回路（図略）が設けられている。

そして、実施形態２では、オフモード中に充電が必要な場合（具体的には、計時部９０の計測時間Ｔ１が第一リミットタイムＴｐ１に達した場合、または、充電電圧検出回路８７のコンパレータＣＰからＬｏｗレベルの検出信号が出力された場合）に、モード制御ブロックＢ２は、出力ポートＰ５から制御パルス信号Ｓｒ１を出力すると共に、出力ポートＰ６からＬｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力してトランジスタ３３をオフさせる。これにより、分圧比Ｋが「Ｋ２」に設定される。これにより、出力電圧Ｖｏ１の目標電圧が「５．０５」になり、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は「５．０５Ｖ」となる。

そして、モード制御ブロックＢ２は更に、出力ポートＰ７からＨｉｇｈレベルの第二制御信号Ｓｒ３を出力する。すると、トランジスタ１０１がオンするため、ベース電位が下がり、トランジスタ１００がオンする。これにより、第二経路Ｕ２が閉路状態になることから、コンデンサＣ７は、第二経路Ｕ２を通じてスイッチング電源２０から充電電流が供給され、充電される。

また、出力ポートＰ７から出力された第二制御信号Ｓｒ３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の停止回路１０５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５の停止回路（図略）に入力される。すると、停止回路１０５のトランジスタ１０６がオンする結果、トランジスタ４３のベース電位がゼロボルトに下がり、トランジスタ４３はオフ状態になる。そのため、コンデンサＣ７を充電中、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は停止状態となり、出力電圧Ｖｏ２はゼロボルトになる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５も同様に停止状態となり、出力電圧Ｖｏ３はゼロボルトとなる。尚、モード制御ブロックＢ２が本発明の「切換制御部」の一例に相当する。また、モード制御ブロックＢ２の出力する第二制御信号Ｓｒ３が、本発明の「切換信号」及び「停止信号」に相当している。

以上説明したように、実施形態２では、オフモード中に充電が必要な場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を経由させず、スイッチング電源２０側から、コンデンサＣ７を直接充電させるようにした。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５側で無駄な電力を消費することがなく、消費電力を下げることが可能となる。しかも、実施形態２では、オフモード中にコンデンサＣ７を充電する場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５をいずれも停止させるようにしているから、無駄な電力を一層節約することが出来る。

また、モード制御ブロックＢ２は、通常出力モードからオフモードに移行する場合において、コンデンサＣ７を充電する必要がある場合（その時点でコンデンサＣ７が満充電でない場合）には、まず、出力ポートＰ６よりＬｏｗレベルの第一制御信号Ｓｒ２を出力する。すると、トランジスタ３３はオフする。これにより、分圧比Ｋが「Ｋ１」から「Ｋ２」に切り換わる結果、出力電圧Ｖｏ１の目標電圧は「５．０５Ｖ」となる。

これにより、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１が目標値「５．０５Ｖ」になるように、ＦＥＴ２５のＰＷＭ値（オンデューティ）が制御ＩＣ５０により、コントロールされる。従って、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は、通常出力モード時の２４Ｖから下がってゆく。

そして、モード制御ブロックＢ２は、計時部９０によって、第一制御信号Ｓｒ２の出力時刻ｔｏ３から時間の計測を開始させる。その一方、モード制御ブロックＢ２の内部メモリ９５には、スイッチング電源２０の出力電圧が２４Ｖから５Ｖに低下するのに必要な第三リミットタイムＴｐ３が予め記憶されている（図１０参照）。

そして、モード制御ブロックＢ２は、計時部９０による計測時間Ｔ３が第三リミットタイムＴｐ３に達すると、出力ポートＰ７からＨｉｇｈレベルの第二制御信号Ｓｒ３を出力する。すると、トランジスタ１０１がオンするため、ベース電位が下がり、トランジスタ１００がオンする。これにより、第二経路Ｕ２が閉路されることから、コンデンサＣ７は第二経路Ｕ２を通じてスイッチング電源２０から充電電流が供給され、充電される。

また、出力ポートＰ７から出力された第二制御信号Ｓｒ３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の停止回路１０５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５の停止回路（図略）に入力されるので、コンデンサＣ７が第二経路Ｕ２を通じて充電される間、両回路３５、４５は停止状態になる。

このように、通常出力モードからオフモードへの移行時に、コンデンサＣ７に対する充電経路の切り換え操作を、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１が「５Ｖ」に低下してから行うことで、コンデンサＣ７を保護できる。というのも、コンデンサＣ７の耐圧は概ね十数Ｖ程度であり、耐圧を超える電圧が加わると、劣化を早め製品寿命を短くしてしまうからである。

＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図１１によって説明する。実施形態３は、実施形態２に対して自動切換回路１１０を設けたものである。自動切換回路１１０は、コンパレータ１１５と、一対の検出抵抗Ｒ１７、Ｒ１８と、から構成されている。コンパレータ１１５は、２つの入力端子を備えており、プラス側の入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加されている。

一方、コンパレータ１１５のマイナス側の入力端子は、検出抵抗Ｒ１７、Ｒ１８の中間接続点に接続されている。検出抵抗Ｒ１７、Ｒ１８は、スイッチング電源２０の出力ラインＬｏ１とグランドとの間に設けられていて、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を抵抗比により分圧して検出するものである。そして、コンパレータ１１５の出力端子は抵抗Ｒ１６を介してトランジスタ１０１のベースＢに接続されている。

上記コンパレータ１１５は、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１が「５Ｖ」を上回っている場合には、トランジスタ１０１のベースＢにＬｏｗレベルの第三制御信号Ｓｒ４を出力し、出力電圧Ｖｏ１が「５Ｖ」を下回ると、トランジスタ１０１のベースＢに、Ｈｉｇｈレベルの第三制御信号Ｓｒ４を出力する。

そのため、出力電圧Ｖｏ１が「５Ｖ」を上回る状態から下回る状態になると、トランジスタ１０１がオフ状態からオン状態に、自動的に切り換わる。その結果、トランジスタ１００がオン状態となって第二経路Ｕ２が閉路されることから、第二経路Ｕ２からコンデンサＣ７に対して充電電流が供給可能となる。

従って、実施形態３では、コンデンサＣ７に対する充電経路の切り換え操作を、出力電圧Ｖｏ１が「５Ｖ」に下がった時点で、直に実行できる。そのため、コンデンサＣ７を早期に充電できる。尚、検出抵抗Ｒ１７と検出抵抗Ｒ１８が、本発明の「出力電圧検出部」の一例であり、コンパレータ１１５が本発明の「切換制御部」の一例である。また、トランジスタ１００とトランジスタ１０１が本発明の「切換部」の一例であり、また「第三制御信号Ｓｒ４」が本発明の「切換信号」の一例である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態１〜実施形態３では、電源システムＳを、プリンタに使用する例を挙げたが、電気機器であれば、適用可能であり、電源システムＳの用途はプリンタに限定されない。例えば、テレビやビデオなどの家電製品に広く使用できる。また、実施形態１〜実施形態３では、電子写真式のプリンタを例示したが、インクジェット式のプリンタへの適用も可能である。

（２）実施形態１〜実施形態３では、トランス２３をスイッチングする半導体スイッチング素子としてＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を例示したが、バイポーラトランジスタを使用してもよい。

（３）実施形態１〜実施形態３では、制御装置８０の構成例としてメインブロックＢ１と、モード制御ブロックＢ２の２つの機能ブロックを備えたものを例示した。制御装置８０は、少なくともモード制御ブロックＢ２を備えていればよく、例えば、メインブロックＢ１を制御装置８０とは別構成としてよい。

（４）実施形態１では、通常出力モードからオフモードに切り換わるときに、充電が必要であるかの判断基準として、コンデンサＣ７が満充電であるかどうかを例に挙げた。充電が必要かどうかの判断基準は、満充電を基準とするものに限定されない。例えば、満充電から充電量が一定量低い閾値レベルを設定し、閾値レベルを超えていれば、仮に満充電に達していなくても、充電の必要なしと判断してもよい。

（５）実施形態１〜３では、オフモード中、コンデンサＣ７から制御装置８０のモード制御ブロックＢ２に電力を供給して、オフモード中、モード制御ブロックＢ２だけを動作状態にする例を示した。そして、オフモードから通常出力モードへの移行は設定時間Ｔｗ３の経過により行うことにした。上記の他にも、例えば、オフモード中、コンデンサＣ４から、モード制御部Ｂ２と通信部３ａに電力を供給するようにしておき、情報端末装置からの印刷指示をトリガーにして、オフモードから通常モードに移行してもよい。また、プリンタ１に対してユーザ操作用の操作部（図略）を設けると共に、操作部にも電力を供給しておき、ユーザが操作部を操作することをトリガーにして、オフモードから通常出力モードに移行するようにしてもよい。尚、オフモード中、モード制御ブロックＢ２に加えて、通信部３ａや操作部に電力を供給する場合には、蓄電部であるコンデンサＣ７の容量を大きくする、又はコンデンサＣ７に替えて小型のバッテリを搭載するなどの対応が必要となる。

（６）実施形態２では、切換部として２つのトランジスタ１００、１０１より構成された回路を、第二経路Ｕ２側に設置したものを例示した。切換部は、コンデンサＣ７に対する充電経路を第一経路から第二経路へ切り換え可能なものであればよく、例えば、第一経路Ｕ１と第二経路Ｕ２の双方にスイッチを設けてオンオフを交互にするようにしてもよい。また、スイッチを構成する回路構成も実施形態２の構成に限定されない。

（６）実施形態２では、モード制御ブロックＢ２の出力する第二制御信号Ｓｒ３を、トランジスタ１０１のベースＢと、停止回路１５０の双方に入力する構成を例示した。すなわち、第二制御信号Ｓｒ３が、コンデンサＣ７に対する充電経路を切り換える切換信号と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を停止させる停止信号を兼ねる例を示した。ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を停止させる停止信号は、充電経路を第二経路Ｕ２に切り換える時に出力されるものであればよく、第二制御信号Ｓｒ３とは別の信号にしてもよい。

（７）実施形態１〜３では、低出力モードにおけるスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を「５．０５Ｖ（第三出力電圧）」とし、通常出力モードにおけるＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｏ２を「５・１５Ｖ（第二出力電圧）」としたものを例示した。低出力モードにおけるスイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１は、通常出力モードにおけるＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｏ２と同電圧、すなわち「５．１５Ｖ」にしてもよい。

１…プリンタ（本発明の「画像形成装置」の一例）
２…印刷部（本発明の「高電圧系部品」の一例）
３ａ…通信部（本発明の「第二低電圧系部品」の一例）
１０…電源装置
２０…スイッチング電源
２１…整流平滑回路
２３…トランス
２５…ＦＥＴ（本発明の「半導体スイッチング素子」の一例）
２６…電圧発生回路
２７…整流平滑回路
２９…出力電圧検出回路
３２…分圧比変更回路
３５…ＤＣ−ＤＣコンバータ（本発明の「降圧回路」の一例）
４５…ＤＣ−ＤＣコンバータ
５０…制御ＩＣ
８０…制御装置
８７…充電電圧検出回路（本発明の「充電電圧検出部」の一例）
９０…計時部
９５…内部メモリ
１００…トランジスタ（本発明の「切換部」の一例）
１０１…トランジスタ（本発明の「切換部」の一例）
１１０…自動切換出回路
１１５…コンパレータ（本発明の「切換制御部」の一例）
Ｂ１…メインブロック（本発明の「第一低電圧部品」の一例）
Ｂ２…モード制御ブロック（本発明の「制御装置」の一例、「切換制御部」の一例）
Ｃ７…コンデンサ（本発明の「蓄電部」の一例）
Ｓ…電源システム
Ｓｒ１…制御パルス信号
Ｓｒ２…第一制御信号
Ｓｒ３…第二制御信号（本発明の「切換信号」の一例）
Ｓｒ４…第三制御信号（本発明の「切換信号」の一例）
Ｒ１７、Ｒ１８…検出抵抗（本発明の「出力電圧検出部」の一例）
Ｕ１…第一経路
Ｕ２…第二経路

Claims (10)

1. 一次側の発振により二次側に電圧を誘起させるトランスと、誘起された電圧を整流平滑化する整流平滑回路とを有し、通常出力モードにおいて第一出力電圧を出力するスイッチング電源と、
   前記スイッチング電源の出力側にあって、前記第一出力電圧を第二出力電圧に降圧する降圧回路と、
   前記スイッチング電源を、前記通常出力モードと、出力電圧が第一出力電圧より低い第三出力電圧となる低出力モードと、前記トランスの一次側の発振を停止させるオフモードと、に切り換え制御する制御装置と、
   前記通常出力モード時に前記降圧回路の出力により充電されて、前記オフモード時に前記制御装置の電源となる蓄電部と、を備え、
   前記制御装置は、前記通常出力モードと前記低出力モード以外において充電が必要な場合に、前記スイッチング電源の出力を前記第三出力電圧にして前記蓄電部を充電させる電源システム。
2. 前記制御装置は、オフモード中に充電が必要な場合に、前記スイッチング電源の出力を前記第三出力電圧にして前記蓄電部を充電させる請求項１に記載の電源システム。
3. 前記制御装置は、通常出力モードからオフモードに切り換わるときに、充電が必要な場合に、前記スイッチング電源の出力を前記第三出力電圧にして前記蓄電部を充電させる請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
4. 前記蓄電部に対する充電経路に、前記降圧回路から前記蓄電部に充電電流を供給する第一経路と、前記スイッチング電源から前記降圧回路を経由せず前記蓄電部に充電電流を直接供給する第二経路が設けられ、
   前記蓄電部に対する充電経路を切り換える切換部と、
   オフモード中に充電が必要な場合及び通常出力モードからオフモードに切り換わるときに充電が必要な場合のうち、少なくともいずれか一方の場合に、前記切換部に切換信号を与えることで、前記充電経路を前記第二経路とする切換制御部と、を備える請求項２又は請求項３に記載の電源システム。
5. 前記通常出力モードからオフモードに切り換わるときに前記蓄電部を充電する場合において、
   前記切換制御部は、前記スイッチング電源の出力電圧が前記第一出力電圧から前記第三出力電圧に低下した時点で、前記切換部に切換信号を与えて、前記充電経路を前記第一経路から前記第二経路に切り換える請求項４に記載の電源システム。
6. 前記スイッチング電源の出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、
   前記切換制御部は、前記出力電圧検出部により検出される前記スイッチング電源の出力電圧が前記第三出力電圧に低下することを条件に、前記切換部に切換信号を与えて、前記充電経路を前記第一経路から前記第二経路に切り換える請求項５に記載の電源システム。
7. 前記降圧回路をオフする停止回路を備え、
   前記切換制御部は、前記充電経路を第一経路から第二経路に切り換える時に、前記停止回路に停止信号を与えて前記降圧回路をオフする請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の電源システム。
8. 前記蓄電部の電圧を検出する充電電圧検出部を備える請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の電源システム。
9. 前記第三出力電圧は前記第二出力電圧と同電圧か、それ以下である請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の電源システム。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の電源システムと、
    前記電源システムのスイッチング電源から前記第一出力電圧にて電力供給され、印刷処理を実行する高電圧系部品と、
    前記電源システムの降圧回路から前記第二出力電圧にて電力供給され、前記高電圧系部品を制御する第一低電圧系部品と、
    前記電源システムの降圧回路から前記第二出力電圧にて電力供給され、印刷データを受信する通信処理を行う第二低電圧系部品とを備え、前記第二低電圧系部品が前記印刷データを受信すると、前記第一低電圧系部品が前記高電圧系部品を制御して受信した前記印刷データを印刷する印刷処理を実行する画像形成装置であって、
    前記通常出力モードでは、前記スイッチング電源から前記高電圧系部品に対して前記第一出力電圧にて電力が供給され、前記降圧回路から前記第一低電圧系部品及び前記第二低電圧系部品に対して前記第二出力電圧にて電力が供給され、
    前記低出力モードでは、前記スイッチング電源から前記高圧系部品に対する電力供給は停止する一方、前記降圧回路から前記第一低電圧系部品及び前記第二低電圧系部品へは前記第二出力電圧にて電力が供給され、
    前記オフモードでは、前記高電圧系部品と前記第一、第二低電圧系部品の双方に対する電力の供給が停止する画像形成装置。

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