JP2014153451A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】電源システムの省電力化を図る。
【解決手段】電源システムＳは、交流電源１５からの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するスイッチング電源２０と、制御装置８０と、前記交流電源１５に対して前記スイッチング電源２０と並列に接続され、且つ前記交流電源１５から供給される充電電流によって蓄電するコンデンサＣ１を含み、前記制御装置８０に電力を供給する補助電源回路５０と、前記交流電源１５に対する前記補助電源回路５０の接続状態を切り換えるリレー６０とを備え、前記制御装置８０は、前記スイッチング電源２０を起動させる際に、前記補助電源回路５０を前記交流電源１５から切り離す状態へ前記リレー６０を切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源システムの消費電力を抑える技術に関する。

下記特許文献１には、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、発振停止中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、省電力を図る技術が開示されている。

特開平７−０８７７３４公報

しかしながら、交流電源に対してスイッチング電源の他に回路が接続されている場合には、交流電源から他の回路に電流が流れることがあり、無駄に電力を消費する恐れがあった。

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、電源システムの省電力化を図る術を提供することを目的とする。

本明細書によって開示される電源システムは、交流電源からの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するスイッチング電源と、制御装置と、前記交流電源に対して前記スイッチング電源と並列に接続され、且つ前記交流電源から供給される充電電流によって蓄電する蓄電部を含み、前記制御装置に電力を供給する補助電源回路と、前記交流電源に対する前記補助電源回路の接続状態を切り換える第１切換部とを備え、前記制御装置は、前記スイッチング電源を起動させる際に、前記補助電源回路を前記交流電源から切り離す状態へ前記第１切換部を切り換える。尚、「切り離す」という意味には、交流電源から補助電源回路を電気的に切り離す、すなわち交流電源側から補助電源回路に対して電流側流れないようにすると意味であり、「切り離す」には交流電源と補助電源回路とを接続するラインを開放する場合に加え、補助電源回路に設けられた蓄電部を交流電源から切り離すことにより、交流電源側から補助電源回路の蓄電部へ電流が流れないようにする場合等を含む。

この構成では、スイッチング電源の起動中は、交流電源から補助電源回路が切り離されるので、交流電源側から補助電源回路側に電流が流れることを抑制できる。よって、省電力化を図ることが可能となる。

上記電源システムの実施態様として以下の構成が好ましい。
前記交流電源に対して前記スイッチング電源の接続状態を切り換える第２切換部を備え、
前記制御装置は、前記スイッチング電源を停止させる際に、前記スイッチング電源を前記交流電源から切り離す状態へ前記第２切換部を切り換える。スイッチング電源の停止中は、交流電源からスイッチング電源が切り離されるので、交流電源側からスイッチング電源側に電流が流れることを抑制できる。よって、省電力化を図ることが可能となる。

前記第１切換部は、前記交流電源と前記補助電源回路を接続する一対のラインのうち、いずれか一方のラインに設けられている。一対のラインの双方に第１切換部を設ける場合に比べて、切換部の個数を少なくすることが可能となる。

前記第１切換部は、前記交流電源の接続先を、前記スイッチング電源及び前記補助電源回路のいずれか一方に選択的に切り換えるトランスファ接点を有するリレーである。第１切換部と第２切換部を一つのリレーで構成出来るので、切換部の個数を少なくすることが可能となる。

前記第１切換部は、前記交流電源と前記補助電源回路を接続する一対のラインの双方に設けられている。一対のラインのうち一方に第１切換部を設ける場合に比べて、電流を抑えることが可能となる。

前記補助電源回路は、結合コンデンサと、前記結合コンデンサを介して前記交流電源に接続され前記交流電源からの交流電圧を整流する整流回路とを備え、前記蓄電部は、前記整流回路により出力される前記充電電流としての電流によって蓄電する構成であり、前記第１切換部は、前記整流回路と前記蓄電部とを接続するラインに設けられている。

前記第１切換部は、半導体スイッチング素子である。第１切換部をリレーにより構成する場合に比べて回路を小型化出来る。

前記補助電源回路は、結合コンデンサと、前記結合コンデンサを介して前記交流電源に接続され前記交流電源からの交流電圧を整流する整流回路とを備え、前記蓄電部は、前記整流回路により出力される前記充電電流としての電流によって蓄電する構成であり、前記第１切換部は、前記交流電源と前記結合コンデンサとを接続するラインに設けられている。

本発明によれば、電源システムを省電力化できる。

実施形態１におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図 電源システムの回路図 図２の一部を拡大した図（電流経路を示す） リレーの切り換えシーケンスの流れを示すフローチャート図 実施形態２における電源システムの回路図 実施形態３における電源システムの回路図 電源システムの回路図（リレーをＦＥＴに置き換えた場合を示す） 他の実施形態における電源システムの回路図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４によって説明する。
１．プリンタの説明
図１はプリンタ（「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。

２．電源システムの回路説明
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、制御装置８０とコンデンサＣ１に電力を供給する補助電源回路５０と、リレー６０と、リレー駆動回路７０とを備える。尚、リレー６０は、本発明の「第１切換部」の一例である。

スイッチング電源２０は、交流電源１５からの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能を果たし、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、ＦＥＴ２５をスイッチング制御（オンオフ制御）する制御ＩＣ３０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５と、スイッチング電源２０の一次側のノイズを除去するＹコンデンサ３７、Ｘコンデンサ３８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、交流電源１５の交流電圧を整流するブリッジダイオードＤ３と、整流後の電圧を平滑化するコンデンサＣ３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が、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を一次側の基準電位に接続している。そして、ＦＥＴ２５は、制御ＩＣ３０からゲートＧにオンオフ信号（ＰＷＭ信号）が与えられることにより、一定周期でオンオフ動作する。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。

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Ｄ２とコンデンサＣ２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ＤＣ２４Ｖの電圧を出力する。

そして、出力ラインＬｏ１は、図２に示すように分岐点Ｊにて２分岐していて、分岐したラインには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の出力電圧Ｖｏ１を３．３Ｖと、５Ｖに降圧して出力ラインＬｏ２、Ｌｏ３より出力する。このように、スイッチング電源２０は、２４Ｖ／５Ｖ／３．３Ｖの３出力となっている。尚、スイッチング電源２０は、交流電源１５に対して接続されると、自動的に起動して出力状態（通常モード）に移行する。これは、交流電源１５への接続により、交流電源１５から電力の供給を受けて起動した制御ＩＣ３０がＦＥＴ２５に対するスイッチング制御（一定周期でＦＥＴ２５をオンオフする制御）を開始するからである。

次に補助電源回路５０について説明を行う。
補助電源回路５０は交流電源１５に対してスイッチング電源２０と並列に接続され、スイッチング電源２０が停止している時に制御装置８０へ電力を供給する機能と、コンデンサＣ１に充電電流を供給する機能とを果たす回路である。

具体的に説明すると、補助電源回路５０は、結合コンデンサＣ４、Ｃ５と、整流回路５３と、蓄電部としてのコンデンサＣ１を含む、構成となっている。整流回路５３は、ブリッジダイオード（ブリッジ接続された４つのダイオードＤ４〜Ｄ７）であり、結合コンデンサＣ４、Ｃ５を介して交流電源１５に接続され、交流電源１５からの交流電圧を整流する機能を果たす。整流回路５３の出力ラインＬｏ４には、コンデンサＣ１が接続されており、整流回路５３により出力される電流がコンデンサＣ１に対して充電電流として供給される構成となっている。尚、コンデンサＣ１は電流制限抵抗Ｒ１を介してグランド側に接続されると共に、ツェナーダイオードＤｚが並列に接続されていて、充電電圧を安定化させる構成となっている。

次に、リレー６０と、リレー駆動回路７０について説明を行う。リレー６０は、交流電源１５から引き出された一対のライン（ライブＬＶ側とニュートラルＮＴ側の２ライン）のうち、ライブＬＶ側のライン上に設けられている。尚、ライブＬＶ側とは非接地側を意味し、ニュートラルＮＴ側とは接地側を意味する。

リレー６０は、トランスファ接点６１と、トランスファ接点６１の切り換えを行う駆動コイル６３とを有する。トランスファ接点６１は、２つの固定接点６１ａ、６１ｂと、可動接点６１ｃと、を備え、交流電源１５の接続先を、スイッチング電源２０及び補助電源回路５０のいずれか一方に選択的に切り換える機能を果たす。具体的に説明すると、可動接点６１ｃは交流電源１５に接続され、ｓｅｔ側の固定接点６１ａはスイッチング電源２０側に接続され、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂは補助電源回路５０側に接続されている。

そのため、駆動コイル６３を例えば、順方向（図２に示すＡ方向）に通電して、ｓｅｔ側の固定接点６１ａを閉じると、交流電源１５に対してスイッチング電源２０が接続される。一方、駆動コイル６３を逆方向（図２に示すＢ方向）に通電して、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂを閉じると、交流電源１５に対して、補助電源回路５０が接続される。尚、ｓｅｔ側の固定接点６１ａは、スイッチング電源２０のうち、Ｘコンデンサ３８やＹコンデンサ３７よりも交流電源１５に近い側に設けられており、また、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂは、補助電源回路５０のうち、結合コンデンサＣ４よりも交流電源１５に近い側に設けられている。

リレー駆動回路７０は、駆動コイル６３を駆動（通電制御）する回路である。リレー駆動回路７０は、２つのＰＮＰトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２と、２つのＮＰＮトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４と、を備える。

図２に示すように、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は、エミッタを、コンデンサＣ１に対して共通接続している。一方、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４は、エミッタを、グランドに共通接続している。そして、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ３のコレクタが互いに接続され、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ４のコレクタが互いに接続されている。

そして、上記した４つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４のうち、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４が制御ポートＰ５に対して接続されていて、制御ポートＰ５によりオン／オフの制御が行われる構成となる。また、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３が制御ポートＰ６に対して接続されていて、制御ポートＰ６によりオン／オフの制御が行われる構成となる。

次に説明する制御装置８０のリレー制御ブロックＢ３の制御ポートＰ５から駆動信号（オン信号）を出力すると、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４がオンする。これにより、補助電源回路５０の整流回路５３及びコンデンサＣ１を通じて、駆動コイル６３に対して図２に示すＡ方向に順方向電流が流れることから、リレー６０のｓｅｔ側の固定接点６１ａを閉じることが出来る。

一方、リレー制御ブロックＢ３の制御ポートＰ６から駆動信号（オン信吾）を出力すると、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３がオンする。これにより、補助電源回路５０の整流回路５３及びコンデンサＣ１から駆動コイル６３に対して図２に示すＢ方向に逆方向電流が流れることから、リレー６０のｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂを閉じることが出来る。尚、コンデンサＣ１は、リレー６０を駆動するにあたり、整流回路５３から供給される電流だけでは不足する電流分を補って供給する機能を果たしている。また、本実施形態では、リレー６０にラッチングリレーを用いていることから、駆動信号（オン信号）をパルス信号にすることが可能である。すなわち、リレー切換後の通電は不要であり、リレー６０に対して駆動信号（オン信号）を切り換え時にさえ出力すれば、切り換え後、駆動信号（オン信号）を停止できる。

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、モード制御ブロックＢ２と、リレー制御ブロックＢ３と、タイマ８５と、を備える。これら各ブロックＢ１〜Ｂ３は１つ以上のＣＰＵ、ＡＳＩＣ等のハード回路、又はＣＰＵとハード回路の組み合わせのいずれかにより構成することが出来る。

メインブロックＢ１の電源ポートＰ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５の出力ラインＬｏ２に接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を介してスイッチング電源２０から電力供給される。尚、メインブロックＢ１は、スイッチング電源２０が出力状態となる通常モード中に限り電力が供給されて動作状態となり、スイッチング電源２０が出力を停止する省電力モードに移行すると、電力の供給が断たれて停止状態になる。

尚、スイッチング電源２０が出力を停止するとは、リレー６０のｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂが閉じられた状態を意味する。すなわち、固定接点６１ｂが閉じると、スイッチング電源２０は、交流電源１５から切り離されて交流入力が断たれる結果、出力停止状態（二次側に電圧を発生させない状態）となる。

尚、本プリンタ１では、待機時間（プリンタの待機時間）が所定時間に達することを、省電力モードへの移行条件としており、待機時間の長さをタイマ８５にて計時する構成となっている。また、ユーザにより切り換えスイッチＳＷが操作されることを、通常モードへの移行条件としている。モード制御ブロックＢ２には、スイッチＳＷの操作の有無を検出する検出ポートＰ３が設けられていて、モード制御ブロックＢ２は検出ポートＰ３の電圧を監視することで、スイッチＳＷが操作されたか否かを検出できる構成となっている。

リレー制御ブロックＢ３は、リレー駆動回路７０を通じてリレー６０の切り換えを実行する機能を果たす。先に説明したように、リレー制御ブロックＢ３には、２つの制御ポートＰ５、Ｐ６が設けられており、制御ポートＰ５から駆動信号（オン信号）を出力すると、リレー６０のｓｅｔ側の固定接点６１ａを閉じることが出来、制御ポートＰ６から駆動信号（オン信号）を出力すると、リレー６０のｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂを閉じることが出来る。

尚、これらモード制御ブロックＢ２の電源ポートＰ２とリレー制御ブロックＢ３の電源ポートＰ４は、ダイオードＤ１を介してスイッチング電源２０の出力ラインＬｏ３に接続されている。そのため、モード制御ブロックＢ２とリレー制御ブロックＢ３は、スイッチング電源２０の起動中、スイッチング電源２０から電力供給を受けて動作する。加えて、モード制御ブロックＢ２の電源ポートＰ２とリレー制御ブロックＢ３の電源ポートＰ４は、整流回路５３の出力ラインＬｏ４に接続されており、補助電源回路５０からも電力供給される。そのため、モード制御ブロックＢ２とリレー制御ブロックＢ３は、スイッチング電源２０の停止中（省電力モード中）も、補助電源回路５０から電力供給を受けて動作することが出来る。また、両制御ブロックＢ２、Ｂ３は相互通信可能であり、両間で各種情報を送信する。

３．リレー６０の切り換え制御と電源装置１０の消費電力
本プリンタ１では、交流電源１５に対してスイッチング電源２０と補助電源回路５０を並列接続している。そのため、交流電源１５に対して補助電源回路５０を常時接続しておくと、通常モード中、交流電源１５の出力電流Ｉｏは、スイッチング電源２０に流れる電流Ｉ１と、交流電源１５から補助電源回路５０に流れる電流Ｉ２の和になる。電源装置１０の省電力化を図るには、出力電流Ｉｏを抑えることが好ましい。

そこで、本プリンタ１では、スイッチング電源２０を起動させる際（通常モードへの移行時）に、ｓｅｔ側の固定接点６１ａを閉じるようにリレー６０を切り換える。このようにすることで、スイッチング電源２０の起動中は、交流電源１５から補助電源回路５０が切り離されるので、交流電源１５側から補助電源回路５０側に流れる電流Ｉ２を遮断できる。よって、スイッチング電源の起動中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、電源装置１０を省電力化出来る。

また、スイッチング電源２０を停止させる際（省電力モードへの移行時）は、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂを閉じるようにリレー６０を切り換える。このようにすることで、省電力モード中、交流電源１５からスイッチング電源２０が切り離されるので、交流電源１５からスイッチング電源２０のＹコンデンサ３７に対して流れる電流Ｉ３を遮断できる。よって、スイッチング電源２０の停止中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、電源装置１０を省電力化出来る。

尚、本実施形態にて開示する電源装置１０により、本発明の「前記補助電源回路５０は、結合コンデンサＣ４、Ｃ５と、前記結合コンデンサＣ４、Ｃ５を介して前記交流電源１５に接続され前記交流電源１５からの交流電圧を整流する整流回路５３とを備え、前記蓄電部（この例では、コンデンサＣ１）は、前記整流回路５３により出力される前記充電電流としての電流によって蓄電する構成であり、前記第１切換部（この例では、リレー６０）は、前記交流電源１５と前記結合コンデンサＣ４とを接続するライン（この例では、ＬＶ側の電源ライン）に設けられている」が実現されている。

４．リレー６０の切り換えシーケンス
次に制御装置８０により実行されるリレー６０の切り換えシーケンスを、図４を参照して説明する。尚、ここでは、当初、リレー６０はｒｅｓｅｔ側の接点６１ｂが閉じているものとする。
電源コンセントの投入後（例えば、電源コンセントに対する電源ケーブルの接続後）、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２は、補助電源回路５０から電力供給を受けて起動し、スイッチング電源２０が起動しているかどうかの判定を行う（Ｓ１０、Ｓ２０）。

スイッチング電源２０が起動しているかどうかは、例えば、スイッチング電源２０の出力ラインＬｏ３のライン電圧を、モード制御ブロックＢ２にてモニタし、ライン電圧の電圧レベルから判定することが出来る。すなわち、ライン電圧が設定値を上回っている場合には、スイッチング電源２０は「起動」と判断出来、ライン電圧が設定値を下回っている場合には、スイッチング電源２０は「起動していない」と判断できる。尚、スイッチング電源２０は、交流電源１５からのＡＣ入力に応答して自動的に起動するので、電源コンセントが投入されているにも拘わらず、スイッチング電源２０が起動しないのは、リレー６０のｓｅｔ側の固定接点６１ａが開いていて、交流電源１５からスイッチング電源２０が切り離されているためである。

そして、スイッチング電源２０が起動していないと判断した場合、すなわち、上記のようにリレー６０のｓｅｔ側の固定接点６１ａが開いていて交流電源１５からスイッチング電源２０が切り離されている場合は、制御装置８０により、リレー６０の接続状態をｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂからｓｅｔ側の固定接点６１ａに切り換える処理が実行される（Ｓ３０）。

具体的には、リレー制御ブロックＢ３により、制御ポートＰ５からリレー駆動回路７０に対して駆動信号が出力される。制御ポートＰ５から駆動信号を出力すると、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４がオンして、駆動コイル６３に対して図２に示すＡ方向に順方向電流が流れることから、リレー６０を構成する可動接点６１ｃの接続先が、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂからｓｅｔ側の固定接点６１ａに切り換わる。その結果、交流電源１５に対してスイッチング電源２０が接続された状態になり、スイッチング電源２０は自動的に起動する。

スイッチング電源２０が起動すると、その後、処理はＳ４０に移行する。一方、スイッチング電源２０が起動していると判断された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）も、Ｓ４０に移行する。Ｓ４０に移行すると、モード制御ブロックＢ２により、省電力モードへの移行条件が成立したか判定する処理が実行される。

本プリンタ１では、省電力モードへの移行条件を、プリンタ１の待機状態が所定時間継続する場合としている。Ｓ４０では、プリンタ１の待機状態が所定時間未満の場合は、モード制御ブロックＢ２にて、省電力モードへの移行条件は成立していないと判断される（Ｓ４０：ＮＯ）。この場合、再びＳ４０に移行して、省電力モードへの移行条件が成立したか判定する処理を行う。以上のことから、処理の流れとしては、省電力モードへの移行条件が成立するのを待つ状態となる。

そのため、プリンタ１の待機状態が継続していると、待機時間が所定時間に達した時点で、Ｓ４０にてＹＥＳ判定され、Ｓ５０に移行することになる。Ｓ５０に移行すると、モード制御ブロックＢ２により、スイッチング電源２０のモードを通常モードから省電力モードに移行させる処理が行われる。具体的には、モード制御ブロックＢ２からリレー制御ブロックＢ３に対してリレー６０の切り換え指令が送信される。そして、指令を受けたリレー制御ブロックＢ３により、制御ポートＰ６からリレー駆動回路７０に対して駆動信号が出力される。これにより、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３がオンして、駆動コイル６３に対して図２に示すＢ方向に逆方向電流が流れることから、リレー６０を構成する可動接点６１ｃの接続先が、ｓｅｔ側の固定設定６１ａからｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂに切り換わる。その結果、交流電源１５に対して補助電源回路５０側が接続された状態となり、スイッチング電源２０側が切り離された状態になることから、スイッチング電源２０は出力停止状態となり、通常モードから省電力モードに移行する。尚、この省電力モード中は、制御装置８０のうち、モード制御ブロックＢ２とリレー制御ブロックＢ３が補助電源回路５０から電力の供給を受けて動作状態となる。このように省電力モードへの移行時に、交流電源１５からスイッチング電源２０を切り離すことにより、省電力モード中、交流電源１５からＹコンデンサ３７に流れる電流を遮断できる。

その後、処理はＳ６０に移行する。Ｓ６０に移行すると、モード制御ブロックＢ２により、通常モードへの復帰条件が成立したか判定する処理が実行される。本プリンタ１では、通常モードへの復帰条件を、ユーザによりモード切り換えスイッチＳＷが操作された場合としている。モード制御ブロックＢ２は、Ｓ６０に移行すると、検出ポートＰ３の電圧を監視し、検出ポートＰ３の電圧変化の有無を検出する。検出ポートＰ３の電圧変化がなければ、スイッチＳＷは操作されていない、すなわち、通常モードへの復帰条件は成立していないと判断する（Ｓ６０：ＮＯ）。この場合、処理は再びＳ６０に移行して、通常モードへの復帰条件が成立したか判定する処理を行う。以上のことから、処理の流れとしては、通常モードへの復帰条件が成立するのを待つ状態となる。

そして、ユーザによりモード切り換えスイッチＳＷが操作されると、検出ポートＰ３に電圧変化が検出される。すると、モード制御ブロックＢ２は、通常モードへの復帰条件が成立したと判断（Ｓ６０：Ｙｅｓ）し、処理はＳ７０に移行する。

Ｓ７０に移行すると、制御装置８０のモード制御ブロックＢ２により、スイッチング電源２０のモードを省電力モードから通常モードに復帰させる処理が行われる。具体的には、Ｓ７０に移行すると、まず、モード制御ブロックＢ２からリレー制御ブロックＢ３に対してリレー６０の切り換え指令が送信される。そして、指令を受けたリレー制御ブロックＢ３により、制御ポートＰ５からリレー駆動回路７０に対して駆動信号が出力される。これにより、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ４がオンして、駆動コイル６３に対して図２に示すＡ方向に順方向電流が流れることから、リレー６０を構成する可動接点６１ｃの接続先が、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂからｓｅｔ側の固定接点６１ａに切り換わる。その結果、交流電源１５に対してスイッチング電源２０側が接続された状態となり、補助電源回路５０は切り離された状態になる。このように通常モードへの移行時に、交流電源１５から補助電源回路５０を切り離すことにより、通常モード中、交流電源１５から補助電源回路５０に流れる電流を遮断できる。

そして、リレー６０の切り換え後、交流電源１５に接続されたスイッチング電源２０は自動的に起動して出力状態となり、通常モードに復帰する。

その後、処理はＳ８０に移行する。Ｓ８０では、制御装置８０により、電源オフ（例えば、交流電源の遮断や、電源ケーブルの取り外し）かどうかを判定する処理が実行される。電源オフでなければ、Ｓ４０に移行して、省電力モードへの移行条件の成立を判定する状態となり、省電力モードへの移行条件が成立することを条件に、スイッチング電源２０は省電力モードへ移行する。一方、電源オフの場合には、一連の処理は終了する。尚、電源オフを検出するには、例えば、交流電源１５の出力電圧のゼロクロスポイントに対応してゼロクロスパルス信号を出力するゼロクロス検出回路を設け、ゼロクロスパルス信号が出力されているか否かにより、判断することが出来る。また、電源コンセントの投入も、ゼロクロス信号を検出することで検知できる。

５．効果説明
以上説明したように、本プリンタ１では、スイッチング電源２０を起動させる際（通常モードへの移行時）、ｓｅｔ側の固定接点６１ａを閉じるようにリレー６０を切り換える（Ｓ６０）。このようにすることで、スイッチング電源２０の起動中（通常モード中）は、交流電源１５から補助電源回路５０が切り離されるので、交流電源１５側から補助電源回路５０側に流れる電流Ｉ２を遮断できる。よって、スイッチング電源２０の起動中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、省電力化を図ることが可能となる。

また、スイッチング電源２０を停止させる際（省電力モードへの移行時）は、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂを閉じるようにリレー６０を切り換える（Ｓ５０）。このようにすることで、スイッチング電源２０の停止中（省電力モード中）、交流電源１５からスイッチング電源２０が切り離されるので、交流電源１５からスイッチング電源２０のＹコンデンサ３７に対して流れる電流Ｉ３を遮断できる。よって、スイッチング電源２０の停止中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、省電力化を図ることが可能となる。

また、本プリンタ１では、リレー６０の接点に、トランスファ接点６１を使用している。トランスファ接点６１であれば、１つのリレーで、交流電源１５の接続先を、スイッチング電源２０及び補助電源回路５０のいずれか一方に選択的に切り換えることが出来る。そのため、例えば、スイッチング電源２０用と補助電源回路５０用にそれぞれ専用のリレーを設ける場合に比べて、リレーの個数を減らすことが可能であり、コストメリットがある。また、本例では、リレー６０をライブＬＶ側の電源ラインにのみ設けているので、ライブＬＶ側、ニュートラル側の双方に設ける場合に比べてリレーの個数を少なくできる。また、本プリンタ１では、リレー６０を、交流電源１５と結合コンデンサＣ４との間に設けているので、補助電源回路５０の全体を交流電源１５から切り離すことが可能であり、スイッチング電源２０の停止中、交流電源１５から補助電源回路５０側に流れる電流をほほ遮断できるという効果もある。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図５によって説明する。
実施形態１では、交流電源１５から引き出された一対のライン（ライブＬＶ側とニュートラルＮＴ側の２ライン）のうち、ライブＬＶ側のライン上にリレー６０を設けた構成を例示した。

実施形態２では、ライブＬＶ側とニュートラルＮＴ側の２ラインにそれぞれリレー６０、９０を設けている。リレー９０は、リレー６０と同様に、トランスファ接点９１と、トランスファ接点９１の切り換えを行う駆動コイル９３とを備える。トランスファ接点９１は、トランスファ接点６１と同様に、可動接点９１ｃと２つの固定接点９１ａ、９１ｂを備え、交流電源１５の接続先を、スイッチング電源２０及び補助電源回路５０のいずれか一方に選択的に切り換える機能を果たす。

そして、駆動コイル９３は、リレー６０側の駆動コイル６３に対して並列接続されている。そのため、スイッチング電源２０を起動させる際（通常モードへの移行時）に、リレー制御ブロックＢ３の制御ポートＰ５から駆動信号を出力すると、両駆動コイル６３、９３に対して順方向（図２に示すＡ方向）に電流が流れることから、２つのリレー６０、９０共にｓｅｔ側の固定接点６１ａ、９１ａが閉じる。これにより、スイッチング電源２０の起動中（通常モード中）は、交流電源１５に対してスイッチング電源２０が接続された状態となり、補助電源回路５０はライブＬＶ側、ニュートラルＮＴ側の双方とも交流電源１５から切り離された状態となる。

一方、スイッチング電源２０を停止させる際（省電力モードへの移行時）に、リレー制御ブロックＢ３の制御ポートＰ６から駆動信号を出力すると、両駆動コイル６３、９３に対して逆方向（図２に示すＢ方向）に電流が流れることから、２つのリレー６０、９０共にｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂ、９１ｂが閉じる。これにより、スイッチング電源２０の停止中（省電力モード中）は、交流電源１５に対して補助電源回路５０が接続された状態となり、スイッチング電源２０はライブＬＶ側、ニュートラルＮＴ側の双方とも、交流電源１５から切り離された状態となる。

以上説明したように、実施形態２では、スイッチング電源２０の起動中、補助電源回路５０は、交流電源１５に対してライブＬＶ側、ニュートラルＮＴ側の双方のラインが切り離される。このようにすれば、ライブＬＶ側、ニュートラルＮＴ側のいずれかのラインのみ切り離す場合に比べて、スイッチング電源２０の起動中、補助電源回路５０側に流れる電流をより低減できるので、電源装置１０を省電力化出来る。

尚、ライブＬＶ側、ニュートラルＮＴ側の双方のラインを切り離した方が、いずれかのラインのみ切り離す場合に比べて、補助電源回路５０内にて消費される電流を低減できる理由は、２ラインのうち一方だけを切り離すと、残る一方のラインが交流電源１５に接続されているため、交流電源１５の電圧変動の影響を少なからず受ける結果となるので、整流回路５３の出力ラインＬｏ４上に電圧変動成分が発生する。すると、電圧変動成分に応じて、コンデンサＣ１に電流が流れて電力を無駄に消費する。この点、２ラインの双方を切り離せば、整流回路５３の出力ラインＬｏ４上に電圧変動成分が発生することはない。そのため、交流電源１５から補助電源回路５０側に流れる電流を完全に遮断できるからである。

＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図６、図７によって説明する。
実施形態１では、リレー６０を、交流電源１５と補助電源回路５０との間に設けた。具体的には、交流電源１５から引き出されたライブＬＶ側のラインのうち、結合コンデンサＣ４よりも交流電源１５に近い部位にリレー６０を設けた構成を例示した。

実施形態３では、図６に示すようにリレー１１０を、整流回路５３とコンデンサＣ１とを接続するライン、すなわち出力ラインＬｏ４に設けている。リレー１１０は、トランスファ接点１１１と、トランスファ接点１１１の切り換えを行う駆動コイル１１３とを有する。トランスファ接点１１１は、２つの固定接点１１１ａ、１１１ｂと、可動接点１１１ｃとを備え、整流回路５３の出力ラインＬｏ４を開閉する機能を果たす。具体的に説明すると、可動接点１１１ｃは整流回路５３側に接続され、ｓｅｔ側の固定接点１１１ａは、コンデンサＣ１に接続され、ｒｅｓｅｔ側の固定接点１１１ｂは未接続となっている。

そのため、駆動コイル１１３を例えば、順方向（図６に示すＡ方向）に通電して、ｓｅｔ側の固定接点１１１ａを閉じると、出力ラインＬｏ４が閉じて、交流電源１５から整流回路５３を経由してコンデンサＣ１や制御装置８０側に電流が流れる。一方、駆動コイル６３を逆方向（図６に示すＢ方向）に通電して、ｒｅｓｅｔ側の固定接点６１ｂを閉じると、出力ラインＬｏ４が開放状態となる。そのため、交流電源１５からコンデンサＣ１は切り離された状態となり、更に言えば、交流電源１５から補助電源回路５０が切り離された状態となる。

従って、スイッチング電源２０を起動させる際（通常モードへの移行時）に、ｒｅｓｅｔ側の固定接点１１１ｂを閉じるようにリレー６０を切り換えることで、スイッチング電源２０の起動中（通常モード中）は、交流電源１５から補助電源回路５０を切り離すことが出来、交流電源１５側から補助電源回路５０側に流れる電流Ｉ２、すなわち整流回路５３を通じてコンデンサＣ１や制御装置８０に流れる電流を遮断できる。よって、実施形態１や実施形態２と同様に、スイッチング電源２０の起動中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、電源装置１０を省電力化出来る。

尚、スイッチング電源２０を停止させる際（省電力モードへの移行時）は、ｓｅｔ側の固定接点１１１ａを閉じるようにリレー１１０を切り換える。このようにすることで、スイッチング電源２０の停止中（省電力モード中）は、出力ラインＬｏ４が閉じる状態となる。そのため、交流電源１５に対して補助電源回路５０に接続された状態になることから、整流回路５３から制御装置８０やコンデンサＣ１に対して電力供給が可能となる。

そして、リレー１１０を整流回路５３の出力ラインＬｏ４に設ける場合、実施形態１や実施形態２のように、リレー６０を交流電源１５とスイッチング電源２０との間に設ける場合に比べて、遮断する電流が小さい。そのため、小容量のリレー１１０を使用することが可能となる。従って、リレー１１０を小型化することが可能である。また、リレー１１０に変えてＦＥＴ１２０などの半導体スイッチング素子を使用することが可能（図７参照）となるので、回路を小型化することが可能であり、またコストメリットがある。尚、図７の例では、リレー制御ブロックＢ３に替えてスイッチ制御ブロックＢ４を設けており、スイッチ制御ブロックＢ４に設けられた制御ポートＰ７から制御信号（駆動信号）を出力することにより、ＦＥＴ１２０のオン／オフを切り換えている。

＜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では、リレー６０をライブＬＶ側の電源ラインに設置した例を示したが、ニュートラルＮＴ側の電源ラインに設置してもよい。すなわち、電源ラインのうち、少なくともいずれか一方に設置されていれていればよい。

（３）実施形態１では、リレー６０の接点６１にトランスファ接点を使用したが、リレー６０はトランスファ接点に限定されるものではなく、例えば、図８に示すうように、スイッチング電源２０側と補助電源回路５０側のそれぞれにメーク接点式のリレー１３０、１４０を設けるようにしてもよい。そして、スイッチング電源２０を起動させる際（通常モードへの移行時）、制御装置８０により、第２切換部に相当するリレー１３０側をオンし、第１切換部に相当するリレー１４０側をオフする。このようにすることで、スイッチング電源２０の起動中は、交流電源１５から補助電源回路５０が切り離されるので、交流電源１５側から補助電源回路５０側に流れる電流Ｉ２を遮断できる。よって、スイッチング電源２０の起動中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、省電力化を図ることが可能となる。

一方、スイッチング電源２０を停止させる際（省電力モードへの移行時）、制御装置８０により、第２切換部に相当するリレー１３０側をオフし、第１切換部に相当するリレー１４０側をオンする。このようにすることで、スイッチング電源２０の停止中、交流電源１５からスイッチング電源２０が切り離されるので、交流電源１５からスイッチング電源２０のＹコンデンサ３７に対して流れる電流Ｉ３を遮断できる。よって、スイッチング電源２０の停止中、交流電源１５の出力電流Ｉｏを抑えることが可能となり、省電力化を図ることが可能となる。

１...プリンタ
１０...電源装置
２０...スイッチング電源
５０...補助電源回路
６０...リレー（本発明の「第１切換部」の一例）
７０...リレー駆動回路
８０...制御装置
Ｂ１...メインブロック
Ｂ２...モード制御ブロック
Ｂ３...リレー制御ブロック
Ｃ１...コンデンサ（本発明の「蓄電部」の一例）
Ｓ...電源システム

Claims (8)

1. 交流電源からの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するスイッチング電源と、
   制御装置と、
   前記交流電源に対して前記スイッチング電源と並列に接続され、且つ前記交流電源から供給される充電電流によって蓄電する蓄電部を含み、前記制御装置に電力を供給する補助電源回路と、
   前記交流電源に対する前記補助電源回路の接続状態を切り換える第１切換部とを備え、
   前記制御装置は、前記スイッチング電源を起動させる際に、前記補助電源回路を前記交流電源から切り離す状態へ前記第１切換部を切り換える電源システム。
2. 前記交流電源に対して前記スイッチング電源の接続状態を切り換える第２切換部を備え、
   前記制御装置は、前記スイッチング電源を停止させる際に、前記スイッチング電源を前記交流電源から切り離す状態へ前記第２切換部を切り換える請求項１に記載の電源システム。
3. 前記第１切換部は、前記交流電源と前記補助電源回路を接続する一対のラインのうち、いずれか一方のラインに設けられている請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
4. 前記第１切換部は、前記交流電源の接続先を、前記スイッチング電源及び前記補助電源回路のいずれか一方に選択的に切り換えるトランスファ接点を有するリレーである請求項３に記載の電源システム。
5. 前記第１切換部は、前記交流電源と前記補助電源回路を接続する一対のラインの双方に設けられている請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
6. 前記補助電源回路は、結合コンデンサと、前記結合コンデンサを介して前記交流電源に接続され前記交流電源からの交流電圧を整流する整流回路とを備え、
   前記蓄電部は、前記整流回路により出力される前記充電電流としての電流によって蓄電する構成であり、
   前記第１切換部は、前記整流回路と前記蓄電部とを接続するラインに設けられている請求項１に記載の電源システム。
7. 前記第１切換部は、半導体スイッチング素子である請求項６に記載の電源システム。
8. 前記補助電源回路は、結合コンデンサと、前記結合コンデンサを介して前記交流電源に接続され前記交流電源からの交流電圧を整流する整流回路とを備え、
   前記蓄電部は、前記整流回路により出力される前記充電電流としての電流によって蓄電する構成であり、
   前記第１切換部は、前記交流電源と前記結合コンデンサとを接続するラインに設けられている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電源システム。

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