JP2014217134A - 電源システムおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング電源および小容量電源を含む電源システムの安全性を向上させる技術を提供すること。
【解決手段】電源システム１００は、スイッチング電源２０と、スイッチング電源２０を動作させるか停止させるかを切替える制御装置５１と、スイッチング電源２０の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源であって、スイッチング電源の停止時において制御装置に電力を供給する小容量電源３０と、小容量電源３０の出力する出力電圧Ｖｓｍを検出する検出回路５２と、検出回路５２によって検出された出力電圧Ｖｓｍが所定値以上である場合に、スイッチング電源３０の起動を許可する許可回路２６と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源システムおよび当該電源システムを備えた画像形成装置に関し、詳しくは、スイッチング電源を含む電源システムの技術に関する。

従来、スイッチング電源を含む電源システムの技術として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。その従来技術文献においては、スイッチング電源とは別個に、２つのコンデンサに印加される交流電圧を直接、整流・平滑化する小容量電源を設け、スイッチング電源の発振停止時に、小容量電源を制御回路の電源とする技術が開示されている。

特開２０１３−０３１３３７号公報

しかしながら、上記のような小容量電源の回路異常等により、小容量電源から制御回路へ電力が供給されない状態でスイッチング電源の発振が開始された場合、例えば、スイッチング電源発振時に電力供給される回路からの信号入力により、制御回路に不具合が発生する虞があった。

本発明は、スイッチング電源および小容量電源を含む電源システムの安全性を向上させる技術を提供するものである。

本明細書によって開示される電源システムは、交流電源の交流電圧を整流平滑化して直流電圧を生成するスイッチング電源と、前記スイッチング電源を動作させるか停止させるかを切替える制御装置と、前記スイッチング電源の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源であって、前記制御装置に電力を供給する小容量電源と、前記小容量電源の出力する出力電圧を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された前記出力電圧が所定値以上である場合に、前記スイッチング電源の起動を許可する許可回路と、を備える。
本構成によれば、小容量電源が先に起動している状態でスイッチング電源の起動を行えるので、スイッチング電源および小容量電源を含む電源システムの安全性を向上させることができる。なお、ここで、「スイッチング電源の起動」とは、例えば、電源システムの電源コードが電源コンセントに挿入され、電源システムへの電源供給が開始された時の起動を意味し、小容量電源が起動した以後における、制御装置による動作モード切替時のスイッチング電源の起動（動作）は意味しない。

上記電源システムにおいて、前記スイッチング電源は、トランスと、前記トランスの一次側に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に制御信号を印加して発振を制御する発振制御部と、前記トランスの二次側に接続され、前記発振制御部をフィードバック制御するフィードバック回路と、を有し、前記許可回路は、前記フィードバック回路を含み、前記検出回路により検出された前記出力電圧が前記所定値以上である場合に、前記フィードバック回路を介して前記発振制御部による前記スイッチング素子の発振を開始させるようにしてもよい。
本構成によれば、既存のフィードバック回路を兼用して、スイッチング電源の発振制御を行えるため、発振制御の回路構成を簡略化することができる。なお、ここで、「スイッチング素子の発振」とは、発振が継続して行われる正常な発振を意味する。

その際、前記フィードバック回路は、前記直流電圧とグランドとの間において直列接続された、フォトカプラおよびシャントレギュレータと、前記シャントレギュレータの参照電圧端子に接続され、前記参照電圧端子に参照電圧を印加する参照電圧回路と、を含み、前記許可回路は、前記シャントレギュレータの前記参照電圧端子に接続され、前記検出回路により検出された前記出力電圧が前記所定値以上である場合に、前記シャントレギュレータの前記参照電圧を変更する電圧変更回路を含むようにしてもよい。

また、上記電源システムにおいて、前記電圧変更回路は、プルアップ抵抗と、第１端子、第２端子および制御端子を有し、前記参照電圧回路をバイパスさせるバイパストランジスタであって、前記第１端子が前記直流電圧に接続され、前記第２端子が前記シャントレギュレータの参照電圧端子に接続され、前記制御端子が前記プルアップ抵抗を介して前記直流電圧に接続される、バイパストランジスタとを含み、前記検出回路は、前記プルアップ抵抗と前記バイパストランジスタの前記制御端子との接続点に接続され、前記出力電圧が前記所定値以上である場合、前記接続点をグランドに接続するようにしてもよい。

本構成によれば、スイッチング電源自身の出力電圧によって、バイパストランジスタをオン／オフする構成とすることができるので、回路構成が簡略化する。すなわち、交流電源のオン時において、スイッチング電源が立ち上がろうとして、スイッチング電源の出力電圧（直流電圧）が徐々に上昇するが、直流電圧の上昇によってプルアップされたバイパストランジスタがオンしてシャントレギュレータの参照電圧が直流電圧と同じ電圧になる。そのため、フォトカプラの電流が増加し、スイッチング電源の発振が抑制され、直流電圧がシャントレギュレータの内部基準電圧と同じ電圧に抑制される。すなわち、交流電源のオン時に、直流電圧の上昇とシャントレギュレータの内部基準電圧までのダウンとを繰り返す。そして、検出回路により検出された出力電圧が所定値以上に達すると、接続点がグランドに接続されることによって、安定してバイパストランジスタの制御電圧がグランド電位となり、バイパストランジスタはオフする。それによって、参照電圧回路が有効化し、フォトカプラの電流が通常出力される直流電圧値となる様に制御され、スイッチング電源が起動し、直流電圧が所定の電圧まで上昇する。すなわち、小容量電源の起動後にスイッチング電源を起動させることによって、スイッチング電源を安全に起動させることができる。

また、上記電源システムにおいて、前記スイッチング電源、前記小容量電源、および前記許可回路を搭載する第１基板と、前記制御装置および前記検出回路を搭載する第２基板と、前記第１基板に接続されるコネクタを有し、前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続ケーブルとを備え、前記コネクタは、前記小容量電源から前記第２基板に電力を供給する電力供給用端子と、前記検出回路により検出された前記出力電圧を前記許可回路に供給する検出電圧用端子を含み、前記電力供給用端子と前記検出電圧用端子とは、前記コネクタの両端部に分離させて設けられるようにしてもよい。
本構成によれば、電力供給用端子と検出電圧用端子をコネクタの両端部に分離させて設けることにより、コネクタが仮に斜めに傾いた接続状態となった場合、電力供給用端子および検出電圧用端子のうちのいずれかが第１基板と不接続となる可能性が高い。電力供給用端子および検出電圧用端子のうちのいずれかが第１基板と不接続となると、スイッチング電源は起動できない。そのため、コネクタに斜め接続の不具合が生じた場合においても、電源システムの安全性が確保される。それによって、電源システムの安全性がより向上する。

また、上記電源システムにおいて、前記小容量電源は、第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が前記交流電源の一端に接続される第１コンデンサと、第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が前記交流電源の他端に接続される第２コンデンサと、前記第１コンデンサの前記第２電極と前記第２コンデンサの前記第２電極との間に電気的に接続され、両コンデンサに印加される交流電圧を整流する整流回路と、を含むようにしてもよい。
本構成によれば、小容量電源を簡易な構成で実現できる。

また、本明細書によって開示される画像形成装置は、上記のいずれかの電源システムと、前記スイッチング電源から供給される前記直流電圧を利用して画像を形成する画像形成部と、を備える。
本構成によれば、画像形成装置の電源システムの安全性を向上させることができることによって、ひいては、画像形成装置の安全性を向上させることができる。

本発明によれば、小容量電源が先に起動している状態でスイッチング電源が起動されるため、スイッチング電源および小容量電源を含む電源システムの安全性を向上させることができる。

一実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成を示すブロック図 一実施形態に係る電源システムの概略的な構成を示すブロック図 電源システムの動作を説明するタイムチャート

＜実施形態＞
一実施形態について図１から図３を参照して説明する。

１．プリンタの説明
図１は、画像形成装置の一例であるプリンタ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、通信部３ａ、画像メモリ３ｂ、および電源システム１００を備えている。電源システム１００は、電源部１０と制御装置５０とを含む。電源部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および制御装置５０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（パーソナルコンピュータ）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５０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。

なお、プリンタ１は、動作モードとして通常モードと省電力モードとを有する。通常モードとは、プリンタ１が印刷指示に応答して即座に印刷処理を実行できるモードである。そのため、通常モードにおいては、電源システム１００および制御装置５０は動作しており、定着器２ｆは定着可能な温度或いは定着可能な温度よりやや低い温度に維持されるように通電制御されている。また、省電力モードとは、印刷指示が所定時間なくプリンタ１が待機状態にあるモードである。省電力モードでは、電源システム１００および制御装置５０は、その一部しか動作しておらず、定着器２ｆは通電されていない状態となっている。

２．電源システムの構成
図２を参照して電源システム１００の構成について説明する。電源システム１００は、電源基板（第１基板の一例）６０Ａとメイン基板（第２基板の一例）６０Ｂとを含む。電源基板６０Ａとメイン基板６０Ｂは、接続ケーブル７０によって接続される。接続ケーブル７０は、ケーブル部７１およびコネクタ７２Ａ、７２Ｂを含む。なお、ケーブル部７１の各ケーブル配線は、コネクタ７２Ａの端子Ｔ１〜Ｔ７とコネクタ７２Ｂの端子Ｔ１〜Ｔ７とにそれぞれ対応するように接続される。例えば、コネクタ７２Ａの端子Ｔ１に接続されるケーブル配線は、コネクタ７２Ｂの端子Ｔ１に接続される。電源基板６０Ａには、スイッチング電源２０および小容量電源３０が搭載されている。メイン基板６０Ｂには、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）５１およびＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９等が搭載されている。

２−１．電源基板の構成
スイッチング電源２０は、整流平滑回路２１、制御ＩＣ（発振制御部の一例）２２、電圧発生回路２３、トランス２４、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ：スイッチング素子の一例）Ｑ１、整流平滑回路２５、許可回路２６、およびフィードバック回路２６Ａ等を含む。

スイッチング電源２０は、交流電源ＡＣの交流電圧Ｖａｃを整流平滑化し、通常モードにおいて＋３１Ｖの直流電圧（以下「ＤＣ３１Ｖ」と記す）を生成し、ＤＣ３１Ｖを、接続ケーブル７０を介してメイン基板６０Ｂに供給する。

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ＡＣの交流電圧（２４０Ｖ）を整流するブリッジダイオードおよび整流後の電圧を平滑化するコンデンサを含む。整流平滑回路２１の出力は、トランス２４の一次コイルに印加される。

トランジスタＱ１はＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、制御ＩＣ２２からゲートにオン・オフ信号（ＰＷＭ信号）が与えられることにより、オン・オフ動作する。これにより、トランス２４の一次側が発振して、トランス２４の二次コイルに電圧を誘起させる。

また、トランス２４の一次側には電圧発生回路２３が設けられている。電圧発生回路２３は、トランス２４の一次側に設けられた補助コイルに誘起される電圧を整流平滑化して、制御ＩＣ２２用の電源電圧Ｖｃｃを生成する。

整流平滑回路２５は、トランス２４の二次コイルに誘起された電圧を整流平滑化して所定の直流電圧ＤＣ、本実施形態ではＤＣ＋３１Ｖを生成する。

フィードバック回路２６Ａは、周知の回路であり、フォトカプラＰＣ１、シャントレギュレータＳＲ１、および２個の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を含む。フォトカプラＰＣ１およびシャントレギュレータＳＲ１は、直流電圧ＤＣとグランドＶｇｄとの間において直列接続されている。２個の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２は直流電圧ＤＣを分圧し、分圧された直流電圧ＤＣを参照電圧として参照電圧端子ＲＥＦに印加する。２個の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２は、参照電圧回路の一例である。

フィードバック回路２６Ａは、スイッチング電源２０のＤＣ３１Ｖ出力の検出レベルに応じて、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。フォトカプラＰＣ１は、制御ＩＣ２２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を含む。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、ＤＣ３１Ｖ出力の検出値が制御ＩＣ２２のフィードバックポートＦＢにフィードバックされる。その際、シャントレギュレータＳＲ１の動作によって、ＤＣ３１Ｖ出力が一定となるようにトランス２４の一次側が発振制御される。

許可回路２６は、フィードバック回路２６Ａを含み、後述する検出回路５２により検出された平滑電圧（出力電圧の一例）Ｖｓｍが所定値以上である場合に、フィードバック回路２６Ａを介して制御ＩＣ２２によるトランジスタＱ１の発振を開始させる。

また、許可回路２６は、電圧変更回路２６Ｂを含む。電圧変更回路２６Ｂは、シャントレギュレータＳＲ１の参照電圧端子ＲＥＦに接続され、検出回路５２により検出された平滑電圧Ｖｓｍが所定値以上である場合に、シャントレギュレータＳＲ１の参照電圧端子ＲＥＦに印加される参照電圧を変更する。

電圧変更回路２６Ｂは、プルアップ抵抗Ｒ３と、トランジスタ（バイパストランジスタの一例）Ｑ２を含む。トランジスタＱ２のコレクタ（第１端子の一例）が、スイッチング電源２０の出力電圧である直流電圧ＤＣに接続され、トランジスタＱ２のエミッタ（第２端子の一例）がシャントレギュレータＳＲ１の参照電圧端子ＲＥＦに接続され、トランジスタＱ２のベース（制御端子の一例）がプルアップ抵抗Ｒ３を介して直流電圧ＤＣに接続される。

トランジスタＱ２は、参照電圧回路をバイパスさせるバイパストランジスタの一例であり、本実施形態ではバイポーラトランジスタによって構成される。なお、トランジスタＱ２は、バイポーラトランジスタに限られず、例えば、ＦＥＴであってもよい。

また、電源基板６０Ａは、後述するフォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＬＥＤ２を含む。発光ダイオードＬＥＤ２は、スイッチング電源２０の制御ＩＣ２２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ＰＣ２を構成している。発光ダイオードＬＥＤ２のアノードは、接続ケーブル７０を介してメイン基板６０ＢのトランジスタＱ４のエミッタに接続されている。

制御ＩＣ２２は、制御入力ポートＥＮに入力される制御パルス信号Ｓｃｐに応じてトランジスタＱ１へのオン・オフ信号を制御し、トランス２４の一次側の発振を制御する。通常モードにおいては、トランス２４の一次側を発振させ、省電力モードにおいては、トランス２４の一次側の発振を停止させる。すなわち、省電力モードにおいては、スイッチング電源２０からＤＣ３１Ｖは出力されない。

小容量電源３０は、スイッチング電源２０の電源容量より小さい電源容量を有し、省電力モードおよび通常モードにおいて制御装置５０、詳しくは、制御装置５０のモード制御ブロックＢ２に電力を供給する。すなわち、小容量電源３０は、スイッチング電源２０の停止時において、制御装置５０のモード制御ブロックＢ２に電力を供給する。

小容量電源３０は、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、および整流回路３１を含む。第１コンデンサＣ１は、第１電極Ｃ１ｐ１および第２電極Ｃ１ｐ２を有し、第１電極Ｃ１ｐ１が交流電源ＡＣの一端に接続され、第２電極Ｃ１ｐ２が整流回路３１に接続される。

第２コンデンサＣ２は、第１電極Ｃ２ｐ１および第２電極Ｃ２ｐ２を有し、第１電極Ｃ２ｐ１が交流電源ＡＣの他端に接続され、第２電極Ｃ２ｐ２が整流回路３１に接続される。

整流回路３１は、第１コンデンサＣ１の第２電極Ｃ１ｐ２と第２コンデンサＣ２の第２電極との間に電気的に接続され、両コンデンサＣ１、Ｃ２に印加される交流電圧Ｖａｃを整流する。本実施形態では、整流回路３１は、４個のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４からなるブリッジ回路によって構成される。ダイオードＤ１およびダイオードＤ２のカソードは第１接続点Ｎｄ１において接続され、ダイオードＤ１のアノードは第１コンデンサＣ１の第２電極Ｃ１ｐ２に接続され、ダイオードＤ２のアノードは第２コンデンサＣ２の第２電極Ｃ２ｐ２に接続される。

また、ダイオードＤ３およびダイオードＤ４のアノードは第２接続点Ｎｄ２において接続され、ダイオードＤ３のカソードは第１コンデンサＣ１の第２電極Ｃ１ｐ２に接続され、ダイオードＤ４のカソードは第２コンデンサＣ２の第２電極Ｃ２ｐ２に接続される。第２接続点Ｎｄ２は、例えば、接地され、グランド電位Ｖｇｄ（０Ｖ）とされる。

なお、小容量電源３０の構成は、図２に示されたものに限られない。例えば、整流回路３１は半波整流回路とする構成であってもよい。

２−２．メイン基板の構成
メイン基板６０Ｂは、制御装置５０、検出回路５２、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９、平滑蓄電コンデンサＣ３、ツェナーダイオードＺＤ１、およびトランジスタＱ４等を含む。ここで、平滑蓄電コンデンサＣ３およびツェナーダイオードＺＤ１は、小容量電源３０の一部である。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、接続ケーブル７０を介して、スイッチング電源２０からＤＣ３１Ｖを受け取り、ＤＣ３１ＶをＤＣ５ＶおよびＤＣ３．３Ｖに変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８からＤＣ５Ｖを受け取り、ＤＣ５ＶをＤＣ１．２Ｖに変換する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２９は、ＤＣ１．２Ｖの出力に基づいてＤＣ３．３Ｖを出力する許可信号を生成し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、許可信号に基づいてＤＣ３．３Ｖを出力する（図３参照）。

平滑蓄電コンデンサＣ３は、接続ケーブル７０を介して整流回路３１に接続され、整流された交流電圧を平滑して平滑電圧（出力電圧の一例）Ｖｓｍを生成する。また、ツェナーダイオードＺＤ１は、平滑電圧Ｖｓｍを所定の電圧、本実施形態では、例えば３．３Ｖに定電圧化する。ダイオードＤ５は、平滑蓄電コンデンサＣ３側から整流回路３１側への電流の逆流を防止する。

検出回路５２は、電流制限抵抗Ｒ５とトランジスタＱ３を含み、小容量電源３０の出力する平滑電圧Ｖｓｍを検出する。トランジスタＱ３のベースは電流制限抵抗Ｒ５を介して平滑蓄電コンデンサＣ３に接続され、トランジスタＱ３のエミッタはグランドＶｇｄに接続される、また、トランジスタＱ３のコレクタは、接続ケーブル７０を介して、プルアップ抵抗Ｒ３とトランジスタＱ２のベースとの接続点ＣＰ１に接続される。

検出回路５２は、平滑電圧Ｖｓｍが所定値以上である場合、接続点ＣＰ１をグランドに接続する。具体的には、平滑電圧Ｖｓｍが、例えば、２．０Ｖ以上になるとトランジスタＱ３がオンし、トランジスタＱ３がオンしたことによって平滑電圧Ｖｓｍを検出し、それによって、接続点ＣＰ１がグランドＶｇｄに接続される。このとき、トランジスタＱ２はオフし、シャントレギュレータＳＲ１の参照電圧を、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２による、ＤＣ３１Ｖの分圧に変更する。

なお、検出回路５２の構成は図２に示されたものに限られない。平滑蓄電コンデンサＣ３に接続され、平滑電圧Ｖｓｍを検出する電圧検出回路を個別に設けるようにしてもよい。そして、その場合、許可回路は、電圧検出回路によって検出された平滑電圧Ｖｓｍが所定値以上であるか否かを比較する回路を含み、平滑電圧Ｖｓｍが所定値以上である場合に、スイッチング電源２０の起動を許可するようにしてもよい。

制御装置５０は、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）５１を含み、ＡＳＩＣ５１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、主にプリンタ１のモード制御を行うモード制御ブロック（制御装置の一例）Ｂ２とから構成されている。なお、モード制御の一部はメインブロックＢ１で行うようにしてもよい。また、メインブロックＢ１およびモード制御ブロックＢ２は、ＡＳＩＣ５１で構成されることに限られない。例えば、メインＣＰＵとサブＣＰＵによって構成されてもよい。

メインブロックＢ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８からＤＣ３．３Ｖ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２９からＤＣ１．２Ｖを受け取る。なお、メインブロックＢ１は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が出力停止モード、すなわち、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。

一方、モード制御ブロックＢ２の電源ポートＰ１は、接続ケーブル７０を介して小容量電源３０に接続されており、通常モードおよび省電力モードにおいて小容量電源３０から電力供給される。モード制御ブロックＢ２は、プリンタ１のモード切換えに応じて、あるいは、ポートＰ２に接続された切換スイッチＳ１のユーザによる操作に応じて、スイッチング電源２０を、ＤＣ３１Ｖを出力する出力モードと、スイッチング電源２０の発振を停止させる出力停止モードとに切換える制御を行う。

すなわち、モード制御ブロックＢ２は、トランジスタＱ４およびフォトカプラＰＣ２を介して、制御ＩＣ２２に対して制御パルス信号Ｓｃｐを出力することにより、スイッチング電源２０を出力モードから出力停止モードに切り換える。その際、モード制御ブロックＢ２の制御ポートＰ３からトランジスタＱ４のベースに制御パルス信号Ｓｃｐが出力されると、制御パルス信号Ｓｃｐは、フォトカプラＰＣ２を介して光伝送され、制御ＩＣ２２の制御入力ポートＥＮに入力される。

ここで、出力モードとは、トランス２４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り、通常モードに対応する。一方、出力停止モードは、トランス２４の一次側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り、省電力モードに対応する。このように、省電力モードにおいては、スイッチング電源２０の出力が停止されるため、制御装置５０には、すなわち、ＡＩＳＣ５１のモード制御ブロックＢ２には、小容量電源回路３０から電力が供給される。

また、電源基板６０Ａに接続されるコネクタ７２Ａは、小容量電源３０からメイン基板６０Ｂに電力を供給する電力供給用端子Ｔ７と、検出回路５２により検出された平滑電圧Ｖｓｍを許可回路２６Ｂに供給する検出電圧用端子Ｔ１を含む。そして、電力供給用端子Ｔ７と検出電圧用端子Ｔ１とは、図２に示されるように、コネクタ７２Ａの両端部に分離させて設けられる。

このように、電力供給用端子Ｔ７と検出電圧用端子Ｔ１をコネクタ７２Ａの両端部に分離させて設けることにより、コネクタ７２Ａが、電源基板６０Ａと仮に斜めに傾いた状態で接続された場合、電力供給用端子Ｔ７および検出電圧用端子Ｔ１のうちのいずれかが電源基板６０Ａと不接続となる可能性が高い。電力供給用端子Ｔ７および検出電圧用端子Ｔ１のうちのいずれかが電源基板６０Ａと不接続となると、スイッチング電源２０は起動できない。そのため、コネクタ７２Ａに斜め接続の不具合が生じた場合においても、電源システムの安全性が確保される。それによって、電源システムの安全性がより向上する。なお、これは、コネクタ７２Ｂとメイン基板６０Ｂとの接続に関しても、同様である。

３．本実施形態の作用・効果
次に、図３を参照して、本実施形態の作用・効果を説明する。
図３の時刻ｔ１において、例えば、プリンタ１の電源コードが電源コンセントに挿入されて、プリンタ１への電源供給が開始されたとすると、スイッチング電源２０および小容量電源３０は動作を開始し、スイッチング電源２０の出力電圧であるＤＣ３１Ｖ（直流電圧ＤＣ）および平滑電圧Ｖｓｍは上昇を開始する。しかしながら、ＤＣ３１Ｖの上昇に伴って、プルアップ抵抗Ｒ３とトランジスタＱ２のベースとの接続点ＣＰ１の電圧Ｖｃｐが上昇する。そして、時刻ｔ２において電圧ＶｃｐがトランジスタＱ２をオンさせる電圧、例えば、３．２Ｖまで上昇すると、トランジスタＱ２がオンし、シャントレギュレータＳＲ１の参照電圧がＤＣ３１Ｖ同電位になる。それに伴って、フォトカプラＰＣＰ１の発光ダイオードＬＥＤ１の電流が上昇し、スイッチング電源２０の動作（出力電圧の上昇）が抑制される。このとき、ＤＣ３１Ｖがシャントレギュレータの内部基準電圧、例えば２．５Ｖと同電位に抑制される。

すなわち、交流電源ＡＣのオン時に、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの所定期間Ｋ１において、ＤＣ３１Ｖ（直流電圧ＤＣ）は、トランジスタＱ２をオンさせる電圧（３．２Ｖ）までの上昇と、シャントレギュレータの内部基準電圧（２．５Ｖ）と同電位までのダウンとを繰り返す。そして、時刻ｔ３において、検出回路５２により検出された平滑電圧Ｖｓｍが所定値、例えば、２．０Ｖに達すると、トランジスタＱ３がオンし、接続点ＣＰ１がグランドに接続される。その際、接続点電圧Ｖｃｐ、すなわち、トランジスタＱ２のベース電圧が安定してほぼグランド電位となり、トランジスタＱ２はオフに固定される。それによって、参照電圧回路（Ｒ１、Ｒ２）が有効化され、発光ダイオードＬＥＤ１の電流が通常出力される直流電圧値となる様に制御され、時刻ｔ４においてスイッチング電源２０が起動し、直流電圧ＤＣが通常の電圧３１Ｖまで上昇する。
なお、小容量電源３０の異常時、あるいはコネクタ７２Ａ、７２Ｂの接続異常時には、スイッチング電源２０は正常に起動されず、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの状態が継続される。

このように、小容量電源３０の起動後にスイッチング電源２０を起動させることによって、小容量電源３０からＡＳＩＣ５１へ電力が供給された状態でスイッチング電源２０の正常な発振が開始されるため、スイッチング電源２０を安全に起動させることができる。言い換えれば、小容量電源３０の回路異常等により、小容量電源３０からＡＳＩＣ５１へ電力が供給されない状態でスイッチング電源３０の発振が開始された場合、ＡＳＩＣ５１が動作していなことに起因して、スイッチング電源３０に不具合が発生することを抑制することができる。また、小容量電源３０からＡＳＩＣ５１へ電力が供給されない状態でスイッチング電源３０の発振が開始された場合、スイッチング電源発振時に電力供給される回路、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、２９からの信号入力により、ＡＳＩＣ５１に不具合が発生することを抑制できる。
すなわち、本実施形態によれば、小容量電源３０が先に起動している状態でスイッチング電源２０の起動を行えるので、スイッチング電源２０および小容量電源３０を含む電源システム１００の安全性を向上させることができる。

その際、スイッチング電源２０自身の出力電圧ＤＣ３１Ｖによって、プルアップ抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ２をオン／オフする構成とすることができる。そのため、電源オン時に、小容量電源３０の起動後にスイッチング電源２０を起動させるための回路構成を簡略化することができる。

また、その際、既存のフィードバック回路２６Ａを兼用して、スイッチング電源２０の発振制御を行えるため、発振制御の回路構成を簡略化することができる。

＜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）上記実施形態においては、許可回路２６は、フィードバック回路２６Ａを含み、平滑電圧Ｖｓｍが所定値以上である場合に、フィードバック回路２６Ａを介して制御ＩＣ（発振制御部）２２によるスイッチング素子Ｑ１の発振を開始させる例を示したが、これに限られない。例えば、許可回路をトランジスタＱ４およびフォトカプラＰＣ２によって構成し、平滑電圧Ｖｓｍが所定値以上である場合に、制御パルス信号Ｓｃｐによって、制御ＩＣ２２によるスイッチング素子Ｑ１の発振を開始させるようにしてもよい。

（２）上記実施形態においては、フィードバック回路は、フォトカプラＰＣ１、シャントレギュレータＳＲ１、および参照電圧回路Ｒ１、Ｒ２を含んで構成される例を示したが、これに限られない。例えば、フォトカプラＰＣ１の駆動回路を、シャントレギュレータＳＲ１に代えて、直流電圧を抵抗で分圧した参照電圧と任意の基準電圧を比較する比較器と、比較器からの出力に応じてフォトカプラを駆動する駆動素子とによって構成してもよい。

（３）上記実施形態においては、電源システム１００の構成を電源基板６０Ａとメイン基板６０Ｂに分けて搭載し、各基板を接続ケーブル７０で接続する例を示したが、これに限られない。電源システム１００を一枚の回路基板上に形成してもよい。また、各基板６０Ａおよび６０Ｂに搭載される構成は任意であり、図２に示したものに限られない。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８，２９は、電源基板６０Ａに設けられてもよい。

（４）上記各実施形態において、本明細書によって開示される電源システム１００を画像形成装置に適用した例を示すが、これに限られない。電源システム１００は、通常モードと省電力モードとを有するあらゆる装置に適用できる。

１…プリンタ、２０…スイッチング電源、２６…許可回路、２６Ａ…フィードバック回路、２６Ｂ…電圧変更回路、３０…小容量電源、３１…整流回路、３２…平滑回路、５１…ＡＳＩＣ、５２…検出回路、７０…接続ケーブル、７２Ａ…コネクタ、１００…電源システム、Ｃ１…第１コンデンサ、Ｃ２…第２コンデンサ、Ｃ３…平滑蓄電コンデンサ、ＰＣ１…フォトカプラ、Ｒ１，Ｒ２…分圧抵抗、ＳＲ１…シャントレギュレータ

Claims (7)

1. 交流電源の交流電圧を整流平滑化して直流電圧を生成するスイッチング電源と、
   前記スイッチング電源を動作させるか停止させるかを切替える制御装置と、
   前記スイッチング電源の電源容量より小さい電源容量を有する小容量電源であって、前記制御装置に電力を供給する小容量電源と、
   前記小容量電源の出力する出力電圧を検出する検出回路と、
   前記検出回路によって検出された前記出力電圧が所定値以上である場合に、前記スイッチング電源の起動を許可する許可回路と、
   を備える電源システム。
2. 請求項１に記載の電源システムにおいて、
   前記スイッチング電源は、
   トランスと、
   前記トランスの一次側に接続されたスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に制御信号を印加して発振を制御する発振制御部と、
   前記トランスの二次側に接続され、前記発振制御部をフィードバック制御するフィードバック回路と、を有し、
   前記許可回路は、前記フィードバック回路を含み、前記検出回路により検出された前記出力電圧が前記所定値以上である場合に、前記フィードバック回路を介して前記発振制御部による前記スイッチング素子の発振を開始させる、電源システム。
3. 請求項２に記載の電源システムにおいて、
   前記フィードバック回路は、
   前記直流電圧とグランドとの間において直列接続された、フォトカプラおよびシャントレギュレータと、
   前記シャントレギュレータの参照電圧端子に接続され、前記参照電圧端子に参照電圧を印加する参照電圧回路と、を含み、
   前記許可回路は、前記シャントレギュレータの前記参照電圧端子に接続され、前記検出回路により検出された前記出力電圧が前記所定値以上である場合に、前記シャントレギュレータの前記参照電圧を変更する電圧変更回路を含む、電源システム。
4. 請求項３に記載の電源システムにおいて、
   前記電圧変更回路は、
   プルアップ抵抗と、
   第１端子、第２端子および制御端子を有し、前記参照電圧回路をバイパスさせるバイパストランジスタであって、前記第１端子が前記直流電圧に接続され、
   前記第２端子が前記シャントレギュレータの参照電圧端子に接続され、前記制御端子が前記プルアップ抵抗を介して前記直流電圧に接続される、バイパストランジスタと、 を含み、
   前記検出回路は、
   前記プルアップ抵抗と前記バイパストランジスタの前記制御端子との接続点に接続され、
   前記出力電圧が前記所定値以上である場合、前記接続点をグランドに接続する、電源システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
   前記スイッチング電源、前記小容量電源、および前記許可回路を搭載する第１基板と、
   前記制御装置および前記検出回路を搭載する第２基板と、
   前記第１基板に接続されるコネクタを有し、前記第１基板と前記第２基板とを接続する接続ケーブルとを備え、
   前記コネクタは、前記小容量電源から前記第２基板に電力を供給する電力供給用端子と、前記検出回路により検出された前記出力電圧を前記許可回路に供給する検出電圧用端子を含み、
   前記電力供給用端子と前記検出電圧用端子とは、前記コネクタの両端部に分離させて設けられる、電源システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
   前記小容量電源は、
   第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が前記交流電源の一端に接続される第１コンデンサと、
   第１電極および第２電極を有し、前記第１電極が前記交流電源の他端に接続される第２コンデンサと、
   前記第１コンデンサの前記第２電極と前記第２コンデンサの前記第２電極との間に電気的に接続され、両コンデンサに印加される交流電圧を整流する整流回路と、を含む、電源システム。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電源システムと、
   前記スイッチング電源から供給される前記直流電圧を利用して画像を形成する画像形成部と、
   を備える、画像形成装置。

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