JP2014236560A - 小容量電源および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】交流電圧の変動による小容量電源の出力変動への影響を低減させる技術を提供すること。
【解決手段】小容量電源30は、交流電源ACの一端に接続される第1コンデンC1と、交流電源の他端に接続される第2コンデンサC2と、第1コンデンサおよび第2コンデンサのうち少なくとも一方に対して電気的に直列接続され、コンデンサ容量を調整する、少なくとも一個の調整コンデンサC3、C4と、第1、第2コンデンサ、および調整コンデンサのうちいずれか一個に並列接続され、交流電源からの交流電流を流す状態と遮断する状態とに切替わる、少なくとも一個の切替回路SW1、SW2と、交流電源の電圧に応じた電気量VDDを検出する検出回路71と、制御装置70とを備える。制御装置70は、検出回路71を介して検出した電気量の検出値に応じて、切替回路を制御して、交流電流の電流経路を切替える。
【選択図】図3
【解決手段】小容量電源30は、交流電源ACの一端に接続される第1コンデンC1と、交流電源の他端に接続される第2コンデンサC2と、第1コンデンサおよび第2コンデンサのうち少なくとも一方に対して電気的に直列接続され、コンデンサ容量を調整する、少なくとも一個の調整コンデンサC3、C4と、第1、第2コンデンサ、および調整コンデンサのうちいずれか一個に並列接続され、交流電源からの交流電流を流す状態と遮断する状態とに切替わる、少なくとも一個の切替回路SW1、SW2と、交流電源の電圧に応じた電気量VDDを検出する検出回路71と、制御装置70とを備える。制御装置70は、検出回路71を介して検出した電気量の検出値に応じて、切替回路を制御して、交流電流の電流経路を切替える。
【選択図】図3
Description
本発明は、小容量電源および当該小容量電源を備えた画像形成装置に関し、詳しくは、コンデンサによって交流電源側と直流出力側とを絶縁するコンデンサ絶縁型の小容量電源の出力を安定化させる技術に関する。
従来、コンデンサ絶縁型の小容量電源として、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、第1および第2の両コンデンサに印加される交流電圧を整流、平滑化して省電力モード時の電源とする小容量電源に関する技術が開示されている。
しかしながら、上記小容量電源では、元来、第1および第2の両コンデンサに流れる交流電流が微小であるため、交流電圧の変動によって、交流電流が変動すると、交流電流の変動の影響が平滑回路の動作に影響し、安定した直流出力が得られない虞があった。
本発明は、交流電圧の変動による小容量電源の出力変動への影響を低減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小容量電源は、交流電源の一端に接続される第1コンデンサと、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コンデンサおよび前記第2コンデンサのうち少なくとも一方に対して電気的に直列接続され、コンデンサ容量を調整する、少なくとも一個の調整コンデンサと、前記第1、第2コンデンサ、および前記調整コンデンサのうちいずれか一個に並列接続され、前記交流電源からの交流電流を流す状態と遮断する状態とに切替わる、少なくとも一個の切替回路と、前記交流電源に対して前記第1および第2コンデンサの後段に設けられ、交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路に接続され、整流された交流電圧を平滑して平滑電圧を生成する平滑回路と、前記交流電源の電圧に応じた電気量を検出する検出回路と、
制御装置とを備え、前記制御装置は、前記検出回路を介して検出した前記電気量の検出値に応じて、前記切替回路を制御して、前記交流電流の電流経路を切替える切替処理を実行する。
制御装置とを備え、前記制御装置は、前記検出回路を介して検出した前記電気量の検出値に応じて、前記切替回路を制御して、前記交流電流の電流経路を切替える切替処理を実行する。
本構成によれば、第1、第2コンデンサ、および少なくとも一個の調整コンデンサの容量を適宜設定することと、切替回路によって交流電源に対する第1、第2コンデンサ、および少なくとも一個の調整コンデンサの接続状態を切替えることにより、交流電圧が変動しても、交流電流を調整できる。例えば、交流電圧が低下した際には、交流電流に対するコンデンサ容量が増加するように第1、第2コンデンサ、および調整コンデンサに係る接続状態を切替回路によって切替えることによって、コンデンサに流れる電流容量の低下を抑制できる。それによって、平滑電圧(小容量電源の出力)の低下を抑制できる。すなわち、交流電圧の変動による小容量電源の出力変動への影響を低減させることができる。
上記小容量電源において、前記制御装置は、前記切替処理において、前記検出値が下限値未満である場合、前記切替回路の少なくとも一個を、前記交流電流を流す状態に切替えることによって前記電流経路を切替えるようにしてもよい。
本構成によれば、交流電圧が低下して検出値が下限値未満となっても小容量電源によって供給する電力を確保できる。
本構成によれば、交流電圧が低下して検出値が下限値未満となっても小容量電源によって供給する電力を確保できる。
また、上記小容量電源において、前記制御装置は、前記切替処理において、前記検出値が上限値以上である場合、前記切替回路の少なくとも一個を、前記交流電流を遮断する状態に切替えることによって前記電流経路を切替えるようにしてもよい。
本構成によれば、交流電圧が上昇しても小容量電源からの漏れ電流を抑制でき、省電力化できる。
本構成によれば、交流電圧が上昇しても小容量電源からの漏れ電流を抑制でき、省電力化できる。
また、上記小容量電源において、前記制御装置は、前記切替処理において、前記交流電源から当該小容量電源への電力供給開始時に、前記切替回路の少なくとも一個を前記交流電流を流す状態に切替えた後、前記検出値が前記上限値以上である場合、前記交流電流を流す状態に切替えた切替回路を、前記交流電流を遮断する状態に切替えるようにしてもよい。
本構成によれば、小容量電源の立ち上り時に、切替回路に交流電流を流す状態とされる、すなわち、コンデンサ容量を増加して交流電流が増加される。そのため、小容量電源の立ち上り時間が短縮され、小容量電源によって供給する電力を早急に確保できる。
本構成によれば、小容量電源の立ち上り時に、切替回路に交流電流を流す状態とされる、すなわち、コンデンサ容量を増加して交流電流が増加される。そのため、小容量電源の立ち上り時間が短縮され、小容量電源によって供給する電力を早急に確保できる。
また、上記小容量電源において、前記第1コンデンサ、および前記第1コンデンサに対して電気的に直列接続される前記少なくとも一個の調整コンデンサを含むコンデンサ群を備え、前記切替回路は、前記コンデンサ群に含まれる少なくとも二個のコンデンサに対して設けられているようにしてもよい。
本構成によれば、2本の交流ラインのいずれか一方に接続されるコンデンサ群の少なくとも二個のコンデンサに切替回路を設けることによって、第1入力コンデンサ、あるいは第2入力コンデンサの容量調整を細密にできる。それによって、小容量電源がFG(フレーム接地)され、半波整流される場合において、好適に容量調整を行える。すなわち、整流回路によって半波整流される場合においても、交流電圧の変動に対して平滑回路による平滑電圧(出力電圧)を所定の範囲に維持できる。
本構成によれば、2本の交流ラインのいずれか一方に接続されるコンデンサ群の少なくとも二個のコンデンサに切替回路を設けることによって、第1入力コンデンサ、あるいは第2入力コンデンサの容量調整を細密にできる。それによって、小容量電源がFG(フレーム接地)され、半波整流される場合において、好適に容量調整を行える。すなわち、整流回路によって半波整流される場合においても、交流電圧の変動に対して平滑回路による平滑電圧(出力電圧)を所定の範囲に維持できる。
また、上記小容量電源において、前記第1コンデンサ、および前記第1コンデンサに対して電気的に直列接続される前記少なくとも一個の調整コンデンサを含む第1コンデンサ群と、前記第2コンデンサ、および前記第2コンデンサに対して電気的に直列接続される前記少なくとも一個の調整コンデンサを含む第2コンデンサ群と、を備え、前記切替回路は、前記第1コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対して、および前記第2コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対して設けられるようにしてもよい。
本構成によれば、第1コンデンサ群および第2コンデンサ群に対してそれぞれ少なくとも1個の調整コンデンサを設けることで、FGされていない場合において、交流電流の全波に対して、コンデンサ容量調整を行うことができる。その際、調整コンデンサおよび切替回路の個数を適宜設定することによって、交流電圧の変動に対して、所望の精度でコンデンサ容量調整を行うことができる。
本構成によれば、第1コンデンサ群および第2コンデンサ群に対してそれぞれ少なくとも1個の調整コンデンサを設けることで、FGされていない場合において、交流電流の全波に対して、コンデンサ容量調整を行うことができる。その際、調整コンデンサおよび切替回路の個数を適宜設定することによって、交流電圧の変動に対して、所望の精度でコンデンサ容量調整を行うことができる。
その際、前記切替回路は、前記第1コンデンサ群に含まれる前記少なくとも一個の調整コンデンサに対して、および前記第2コンデンサ群に含まれる前記少なくとも一個の調整コンデンサに対して設けられるようにしてもよい。
本構成によれば、第1コンデンサおよび第2コンデンサの容量を所定量として、各コンデンサ群の最大容量(最大電流)を所定値に固定できるとともに、切替回路の個数を低減できる。
本構成によれば、第1コンデンサおよび第2コンデンサの容量を所定量として、各コンデンサ群の最大容量(最大電流)を所定値に固定できるとともに、切替回路の個数を低減できる。
また、上記小容量電源において、前記制御装置は、前記検出値の変動量が所定値より小さい場合は、前記第1および第2コンデンサ群のうち一方のみに含まれる前記切替回路を切替え、前記検出値の変動量が前記所定値以上の場合は、前記第1および第2コンデンサ群の両方に含まれる前記切替回路を切替えるようにしてもよい。
本構成によれば、小容量電源がFG(フレーム接地)されていない場合、検出値の変動量に応じて、交流電流を半波単位で変化させることができるため、交流電圧の変動に対して、言い換えれば、平滑電圧の変動に対してより適切な対応ができる。
本構成によれば、小容量電源がFG(フレーム接地)されていない場合、検出値の変動量に応じて、交流電流を半波単位で変化させることができるため、交流電圧の変動に対して、言い換えれば、平滑電圧の変動に対してより適切な対応ができる。
また、上記小容量電源において、前記平滑回路はツェナーダイオードを含み、前記検出回路は、前記電気量として前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を検出するようにしてもよい。
交流電圧が低下に伴って交流電流が低下すると、ツェナー電流が低下する。さらに、ツェナー電流の低下にともなってツェナー電圧も低下する。そのため、ツェナー電圧を検出することによって、交流電圧の低下を検出することができる。また、ツェナー電圧が低下することは小容量電源の出力電圧が低下することを意味し、出力電圧の低下による影響を確実に抑制することができる。
交流電圧が低下に伴って交流電流が低下すると、ツェナー電流が低下する。さらに、ツェナー電流の低下にともなってツェナー電圧も低下する。そのため、ツェナー電圧を検出することによって、交流電圧の低下を検出することができる。また、ツェナー電圧が低下することは小容量電源の出力電圧が低下することを意味し、出力電圧の低下による影響を確実に抑制することができる。
また、本明細書によって開示される画像形成装置は、上記のいずれかに記載の小容量電源とスイッチング電源とを含む電源システムと、前記スイッチング電源から供給される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、前記制御装置は、前記スイッチング電源を動作状態とする通常モードと、前記スイッチング電源を停止状態とする省電力モードとを切替えるモード切替処理を実行する。
本構成によれば、交流電圧が変動する場合であっても、その変動による制御装置によるモード切替処理への影響を低減できる。
本構成によれば、交流電圧が変動する場合であっても、その変動による制御装置によるモード切替処理への影響を低減できる。
本発明によれば、切替回路によって交流電源に対する、第1、第2コンデンサ、および少なくとも一個の調整コンデンサの接続状態を切替えることにより、交流電圧が変動しても、変動の影響を低減させるように交流電流を調整できる。それによって、交流電圧の変動による小容量電源の出力変動への影響を低減させることができる。
<実施形態>
一実施形態について図1から図5を参照して説明する。
一実施形態について図1から図5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と制御部50とから構成されている。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および制御部50に対して電力を供給する。
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と制御部50とから構成されている。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および制御部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。
制御部50は、ASIC(特定用途向けIC)60、モード制御回路70、ROM51、およびRAM52等を含む。制御部50には、印刷部2、通信部3a、画像メモリ3b等が接続される。
ASIC60は、電源としてDC5VおよびDC3.3Vをスイッチング電源20から受け取り、主にプリンタ1の印刷部2を制御する。その際、ASIC60は、ROM51に格納されたプログラムにしたがって印刷部2を制御し、制御結果をRAM52に記憶する。
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、制御部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、印刷部2の動作電圧は主に24Vであるのに対して、通信部3a、画像メモリ3bおよび制御部50の動作電圧は主に3.3Vである。
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および制御部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および制御部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の電源部10は、スイッチング電源20および小容量電源回路30を含む。
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の電源部10は、スイッチング電源20および小容量電源回路30を含む。
2−1.スイッチング電源
スイッチング電源20は、整流平滑回路21、制御IC22、電圧発生回路23、トランス24、FET(電界効果トランジスタ)Q1、整流平滑回路25、電圧検出回路26、およびDC−DCコンバータ27、28を含む。
スイッチング電源20は、整流平滑回路21、制御IC22、電圧発生回路23、トランス24、FET(電界効果トランジスタ)Q1、整流平滑回路25、電圧検出回路26、およびDC−DCコンバータ27、28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、例えば、+24V、+5Vおよび+3.3Vの直流電圧を生成する。+24Vの直流電圧(以下「DC24V」と記す)は第1出力端子OUT1から出力され、+5Vの直流電圧(以下「DC5V」と記す)は第2出力端子OUT2から出力され、+3.3Vの直流電圧(以下「DC3.3V」と記す)は第3出力端子OUT3から出力される。
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Vac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の出力ポートOUT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DC24Vを生成する。
電圧検出回路26は、フォトカプラPC1を含み、スイッチング電源20のDC24V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、DC24V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。
DC−DCコンバータ27は、DC24VをDC5Vに変換して出力し、DC−DCコンバータ28は、DC5VをDC3.3Vに変換して出力する。
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。制御IC22は、通常モードにおいては、トランス24の一次側を発振させて、各DC電圧を生成し、省電力モードにおいては、トランジスタQ1へのオン・オフ信号の出力を停止して、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DC電圧は出力されない。なお、プリンタ1の省電力モードから通常モードへの復帰時には、制御部50から制御パルス信号Scpが制御入力ポートENに入力され、制御パルス信号Scpに応じてトランス24の一次側の発振が開始され、各DC電圧がスイッチング電源20から出力される。すなわち、プリンタ1の通常モードにおいてスイッチング電源20は出力モードとされ、プリンタ1の省電力モードにおいてスイッチング電源20は出力停止モードとされ、スイッチング電源20はその動作を停止する。
2−2.小容量電源
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する。小容量電源30は、交流電源ACの一端に接続される第1コンデンサC1、および交流電源ACの他端に接続される第2コンデンサC2を含み、コンデンサC1、C2によって交流電源側と直流出力側とを絶縁するコンデンサ絶縁型の小容量電源である。
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する。小容量電源30は、交流電源ACの一端に接続される第1コンデンサC1、および交流電源ACの他端に接続される第2コンデンサC2を含み、コンデンサC1、C2によって交流電源側と直流出力側とを絶縁するコンデンサ絶縁型の小容量電源である。
小容量電源30は、さらに、調整コンデンサC3、C4、第1スイッチ(切替回路の一例)SW1、第2スイッチ(切替回路の一例)SW2、整流回路31、平滑回路32、発振制御部53、スイッチ制御回路(制御装置の一例)54、およびモード制御回路(制御装置の一例)70等を含む。小容量電源30は、省電力モードおよび通常モードにおいてモード制御回路70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の停止中において、モード制御回路70に電力を供給する。
調整コンデンサC3は第1コンデンサC1に対して電気的に直列接続され、第1スイッチSW1の切替え状態に応じてコンデンサ容量を調整し、調整コンデンサC4は第2コンデンサC2に対して電気的に直列接続され、第2スイッチSW2の切替え状態に応じてコンデンサ容量を調整する。以下、第1交流ラインLac1に接続される第1コンデンサC1および調整コンデンサC3を、第1入力コンデンサ(第1コンデンサ群の一例)と呼び、第2交流ラインLac2に接続される第2コンデンサC2および調整コンデンサC4を、第2入力コンデンサ(第2コンデンサ群の一例)と呼ぶ。
第1スイッチSW1は調整コンデンサC3に並列接続され、交流電源ACからの交流電流を流す状態と遮断する状態とを切替える。交流電流を流す状態に切替える場合、コンデンサ容量は「C1」となり、交流電流を遮断する状態に切替える場合、コンデンサ容量は「C1*C3/(C1+C3)」となる。ここで、符号「C1」は、第1コンデンサの参照符号を示すとともに、第1コンデンサの容量を示すものとする。他のコンデンサについても同様である。
第2スイッチSW2は調整コンデンサC4に並列接続され、交流電源ACからの交流電流を流す状態と遮断する状態とを切替える。交流電流を流す状態に切替える場合、コンデンサ容量は「C2」となり、交流電流を遮断する状態に切替える場合、コンデンサ容量は「C2*C4/(C2+C4)」となる。
調整コンデンサC3、C4が設けられない、従来の場合の第1コンデンサC1および第2コンデンサC2のコンデンサ容量が、例えば、1500pF(ピコファラッド)とされる場合、本実施形態では、各コンデンサ容量は、例えば、
C1=C2=C3=C4=3300pFとされる。すなわち、各スイッチSW1、SW2がオフされ、直列接続されるコンデンサの合成容量(1650pF)が、従来のコンデンサ容量にほぼ等しくなるように各コンデンサ容量が選定される。そのため、各スイッチSW1、SW2がオンされる場合、コンデンサ容量が3300pFと増加し、それによって、電流容量が増加する。なお、各コンデンサ容量の選定は、上記に限られず、後述する、交流電圧Vacの変動に対する平滑電圧VDDの維持範囲に応じて、適宜、選定可能である。
C1=C2=C3=C4=3300pFとされる。すなわち、各スイッチSW1、SW2がオフされ、直列接続されるコンデンサの合成容量(1650pF)が、従来のコンデンサ容量にほぼ等しくなるように各コンデンサ容量が選定される。そのため、各スイッチSW1、SW2がオンされる場合、コンデンサ容量が3300pFと増加し、それによって、電流容量が増加する。なお、各コンデンサ容量の選定は、上記に限られず、後述する、交流電圧Vacの変動に対する平滑電圧VDDの維持範囲に応じて、適宜、選定可能である。
また、本実施形態では、第1、第2スイッチSW1、SW2は、図3に示されるように、例えば、直列接続された2個のNチャネルMOSFET(電界効果トランジスタ)によって構成される。
整流回路31は、交流電源ACに対して第1および第2コンデンサC1、C2の後段に設けられ、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のアノードは調整コンデンサC3に接続され、ダイオードD2のアノードは調整コンデンサC4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のカソードは調整コンデンサC3に接続され、ダイオードD4のカソードは調整コンデンサC4に接続される。第2接続点Nd2は、例えば、基準電位Vgd(0V)とされる。
平滑回路32は、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VDDを生成する。平滑回路32は、平滑蓄電コンデンサCS1およびツェナーダイオードZD1を含む。ツェナーダイオードZD1は、交流電源ACの交流電圧Vacが上昇した場合に、平滑電圧VDDの上昇を抑制するためのものである。本実施形態では、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧は、例えば5Vとされ、平滑電圧VDDは、ほぼ5Vとなる。平滑電圧VDDは、小容量電源30の出力電圧に相当し、モード制御回路70のポートP1に供給される。
平滑蓄電コンデンサCS1の充電する充電電力は、省電力モードから通常モードに切り換わる際に、フォトカプラPC2のLED2の駆動電流に使用される。平滑蓄電コンデンサCS1の容量を適宜に選定することによって、省電力モードにおいて、所定電圧の必要に応じた電力量を蓄電することができる。本実施形態では、フォトカプラPC2の発光ダイオードLED2を確実に駆動させる電力量を蓄電することができる。そのため、スイッチング電源20を確実に再起動させることができる。
スイッチ制御回路54は、図3に示されるように、例えば、平滑電源ラインLdcに接続されるPチャネルMOSFET(電界効果トランジスタ)Q3を含む。電界効果トランジスタQ3は、モード制御回路70のポートP5からのゲート信号に応じてオンし、DC5Vである制御信号Scnを第1、第2スイッチSW1、SW2の各NチャネルMOSFETのゲートに供給することによって、各NチャネルMOSFETをオンさせる。これによって、第1、第2スイッチSW1、SW2は、交流電源ACからの交流電流を流す状態に切替わる。
モード制御回路70は、A/D(アナログ/デジタル)コンバータ71を含む。A/Dコンバータ71は、平滑電源ラインLdcに接続され平滑電圧VDDが入力されるポートP4に接続され、平滑電圧(検出値の一例)VDDを検出するとともに、アナログ量である平滑電圧VDDをデジタル値の平滑電圧VDDに変換する。モード制御回路70はデジタル値の平滑電圧VDDによって、平滑電圧VDDを検出する。ここで、モード制御回路70およびA/Dコンバータ71は、検出回路の一例である。モード制御回路70は、例えば、CPUを含むASICによって構成されてもよいし、あるいはCPUとA/Dコンバータ71とによって構成されてもよい。
また、平滑電圧VDDは、「交流電源の電圧に応じた電気量」の一例である。それは以下の理由による。すなわち、ツェナーダイオードZD1の逆電流の使用領域により、ツェナー電圧は必ずしも一定ではない。特に、本実施形態のように電源容量が小さく、ツェナー逆電流が小さい領域でツェナーダイオードZD1を使用する場合、ツェナー電圧(平滑電圧)は、ツェナーダイオードZD1の特性により、ツェナー逆電流に応じて、すなわち交流電圧Vacに応じて変化する。例えば、交流電圧Vacが低下すると、整流電流が低下し、それによってツェナー電圧が低下する。そのため、ツェナー電圧にほぼ等しい平滑電圧VDDを検出することによって、交流電圧Vacの変化を検出することができる。
モード制御回路70は、検出された平滑電圧VDDに応じて、ポートP5からスイッチ制御回路54を制御する信号を出力する。すなわち、モード制御回路70は、スイッチ制御回路54を介して第1、第2スイッチSW1、SW2を制御して、交流電流の電流経路を切替える。
また、モード制御回路70は、例えば、ユーザのスイッチS1によるプリンタ1のモード切替によってポートP2に入力される信号に応じて、スイッチング電源20を、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替える。すなわち、モード制御回路70は、発振制御部53のトランジスタQ2のベースに接続され、ポートP3から制御パルス信号ScpをトランジスタQ2のベースに供給することによって発振制御部53のフォトカプラPC2に含まれる発光ダイオードLED2を発光させる。それによって、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、フォトカプラPC2に含まれるフォトトランジスタPT2が制御される。すなわち、モード制御回路70は、制御パルス信号Scpによって、スイッチング電源20を出力モード(通常モードの一例)と出力停止モード(省電力モードの一例)とを切替える処理(モード切替処理の一例)を行う。
なお、スイッチング電源20の出力モードから出力停止モードへの移行は、ユーザによるスイッチS1の操作によらず、所定時間処理すべき印刷データが無く、且つユーザによるプリンタ1に対する操作が行われない状態が継続した場合に行われるようにしてもよい。
また、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。また、第2接続点Nd2は接地されてもよい。すなわち、プリンタ1は、フレーム接地(FG)されてもよい。また、平滑電圧VDDを所定の電圧に変化するリニアレギュレータを含んでもよい。また、蓄電用コンデンサを含んでもよいし、発振制御部53は含まなくてもよい。
3.電流経路切替処理
次に、図4および図5を参照して、電流経路切替処理(切替処理の一例)について説明する。電流経路切替処理は、例えば、プリンタ1の電源プラグが電源コンセントに挿入されて、プリンタ1にAC電源が投入されると、主に、モード制御回路70によって実行される。すなわち、電流経路切替処理は、プリンタ1の電源オンとともに開始され、プリンタ1の電源オフによって終了する。
モード制御回路70は、電流経路切替処理において、検出された平滑電圧VDDに応じて、スイッチ制御回路54を介して第1、第2スイッチSW1、SW2を制御して、交流電流の電流経路を切替える。なお、電流経路切替処理において、平滑電圧VDDは、A/Dコンバータ71およびモード制御回路70によって所定の時間毎に検出されるものとする。
次に、図4および図5を参照して、電流経路切替処理(切替処理の一例)について説明する。電流経路切替処理は、例えば、プリンタ1の電源プラグが電源コンセントに挿入されて、プリンタ1にAC電源が投入されると、主に、モード制御回路70によって実行される。すなわち、電流経路切替処理は、プリンタ1の電源オンとともに開始され、プリンタ1の電源オフによって終了する。
モード制御回路70は、電流経路切替処理において、検出された平滑電圧VDDに応じて、スイッチ制御回路54を介して第1、第2スイッチSW1、SW2を制御して、交流電流の電流経路を切替える。なお、電流経路切替処理において、平滑電圧VDDは、A/Dコンバータ71およびモード制御回路70によって所定の時間毎に検出されるものとする。
モード制御回路70は、プリンタ1にAC電源が投入されると、まず、スイッチ制御回路54を介して第1、第2スイッチSW1、SW2をオン(ON)させる(ステップS110)。すなわち、第1、第2スイッチSW1、SW2を、交流電流を流す状態に切替える。この場合、第1入力コンデンサは第1コンデンサC1のみとなり、第2入力コンデンサは第2コンデンサC2のみとなる。この場合、第1入力コンデンサおよび第2入力コンデンサの容量は、1650pFから3300pFに増加する。
次いで、モード制御回路70は、平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1以上か否かを判断する(ステップS120)。ここで、第1閾値電圧Vth1は、例えば、4.8Vとされる(図5参照)。平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1以上でないと判断した場合(ステップS120:NO)、第1、第2スイッチSW1、SW2のオン状態を継続する。一方、平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1以上と判断した場合(ステップS120:YES)、第1、第2スイッチSW1、SW2を、オン状態からオフ状態に切替える(ステップS130)。すなわち、第1、第2スイッチSW1、SW2を、交流電流を流す状態から交流電流を遮断する状態に切替える。これによって、第1入力コンデンサは第1コンデンサC1と調整コンデンサC3との直列接続となり、第2入力コンデンサ群は第2コンデンサC2と調整コンデンサC4との直列接続となる。この場合、第1入力コンデンサおよび第2入力コンデンサの容量は、3300pFから1650pFに減少する。
このように、本実施形態では、小容量電源30の立ち上り時、第1、第2スイッチSW1、SW2をオンして、第1、第2スイッチSW1、SW2は、交流電流を流す状態とされる。すなわち、コンデンサ容量を増加して交流電流が増加される。それによって、整流電流、すなわち平滑蓄電コンデンサCS1の充電電流が増加し、平滑蓄電コンデンサCS1の充電時間が短縮される。その結果、小容量電源30によって供給する所定電力を早急に確保できる。
なお、ステップS110〜S130までの小容量電源30の立ち上り時に係る処理を実行するために、例えば、平滑蓄電コンデンサCS1として蓄電時間の長い電気二重層コンデンサを使用することが好ましい。あるいは、第1、第2スイッチSW1、SW2として、2個のNチャネルMOSFETに代えて、非通電時にオン状態にある接点を有する2個のラッチングリレーを使用するようにしてもよい。電気二重層コンデンサあるいはラッチングリレーを使用することによって、プリンタ1の電源オン時に、第1入力コンデンサを第1コンデンサC1のみとり、第2入力コンデンサを第2コンデンサC2のみとすることができる。
次いで、モード制御回路70は、平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満か否かを判断する(ステップS140)。ここで、第2閾値電圧(下限値の一例)Vth2は、例えば、3.2Vとされる(図5参照)。平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満でないと判断した場合(ステップS140:NO)、第1、第2スイッチSW1、SW2のオフ状態を継続する。
一方、小容量電源30の動作中に交流電圧Vacが低下し始めて(図5の時刻t0参照)、平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満まで低下すると、平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満であると判断し(ステップS140:YES)、第1、第2スイッチSW1、SW2をオンする(ステップS150)。このタイミングは、図5の時刻t1に相当する。第1、第2スイッチSW1、SW2がオンされることによって、第1入力コンデンサおよび第2入力コンデンサの容量は、1650pFから3300pFに増加するため、整流電流が増加することによってツェナー逆電流が増加する。それによってツェナー電圧、すなわち、平滑電圧VDDが増加することになる。
このように、モード制御回路70は、平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満である場合、第1、第2スイッチSW1、SW2を、交流電流を流す状態に切替えることによって電流経路を切替える。これによって、交流電圧Vacが所定電圧から低下して平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満に低下することがあっても、平滑電圧VDDを増加させることができ、小容量電源30によって供給する電力を確保できる。
なお、第1、第2スイッチSW1、SW2双方を、交流電流を流す状態に切替えることによって電流経路を切替えることには限られず、第1、第2スイッチSW1、SW2の少なくとも一方を、交流電流を流す状態に切替えるようにすればよい。すなわち、第1入力コンデンサおよび第2入力コンデンサの少なくとも一方の容量を、1650pFから3300pFに増加させることによって、第1交流ラインLac1および第2交流ラインLac2の少なくとも一方を流れる交流電流(半周期の交流電流)を増加させることができ、それによって平滑電圧VDDを増加させることができる。
次いで、モード制御回路70は、平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1以上か否かを判断する(ステップS160)。平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1以上でないと判断した場合(ステップS160:NO)、第1、第2スイッチSW1、SW2のオン状態を継続する。
一方、第1、第2スイッチSW1、SW2がオン状態とされたことによって平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1まで増加すると、平滑電圧VDDが第1閾値電圧Vth1以上であると判断し(ステップS160:YES)、第1、第2スイッチSW1、SW2をオフする(ステップS170)。このタイミングは、図5の時刻t2に相当する。第1、第2スイッチSW1、SW2がオフされることによって、第1入力コンデンサおよび第2入力コンデンサの容量は、3300pFから1650pFに減少するため、整流電流が減少することによってツェナー逆電流が減少する。それによってツェナー電圧、すなわち、平滑電圧VDDが減少することになる。
次いで、モード制御回路70は、ステップS140の処理に戻り、ステップS140からステップS170の動作を繰り返す。その際、平滑電圧VDDの変化に応じて、第1、第2スイッチSW1、SW2のオン(時刻t3、t5参照)と、オフ(時刻t4、t6参照)が繰り返される。それによって、小容量電源30の動作中に交流電圧Vacが低下した場合であっても、図5に示されるように、平滑電圧VDDは、第2閾値電圧Vth2(3.2V)と第1閾値電圧Vth1(4.8V)との間に維持される。
なお、電源投入時のステップS120における第1閾値電圧Vth1と、ステップS160における第1閾値電圧Vth1とを、ともに4.8Vとする例を示したがこれに限られない。例えば、ステップS120における第1閾値電圧Vth1を、5.2Vとしてもよい。
また、ステップS130およびステップS170における第1、第2スイッチSW1、SW2のオフ、およびステップS150における第1、第2スイッチSW1、SW2のオンを、一個のスイッチ制御回路54によって、第1、第2スイッチSW1、SW2、共に行う例を示したが、これに限られない。スイッチ制御回路54を各スイッチSW1、SW2に対して個別に設けて、各スイッチSW1、SW2を個別にオン・オフできるようにして、第1、第2スイッチSW1、SW2のいずれかをオン・オフするようにしてもよい。
また、両調整コンデンサC3、C4のいずれか、およびそれに伴って第1、第2スイッチSW1、SW2のいずれか、が省略されてもよい。
また、小容量電源30の立ち上り時の処理であるステップS110〜S130までの処理は、必ずしも必要でなく、省略されてもよい。
3.本実施形態の効果
第1、第2コンデンサC1、C2、および調整コンデンサC3、C4の容量を適宜設定することと、第1、第2スイッチSW1、SW2によって交流電源ACに対する第1、第2コンデンサC1、C2、および調整コンデンサC3、C4の接続状態を切替えることにより、交流電圧Vacが変動しても、交流電流を調整できる。交流電圧Vacが所定電圧から低下した際には、コンデンサ容量が増加するように第1、第2スイッチSW1、SW2をオンすることによって、交流電圧Vacの低下によるコンデンサの電流容量の低下を抑制できる。それによって、交流電圧Vacが低下した場合であっても、平滑電圧VDDの低下を抑制でき、平滑電圧VDDによって動作する電子部品が動作停止となることを抑制できる。
第1、第2コンデンサC1、C2、および調整コンデンサC3、C4の容量を適宜設定することと、第1、第2スイッチSW1、SW2によって交流電源ACに対する第1、第2コンデンサC1、C2、および調整コンデンサC3、C4の接続状態を切替えることにより、交流電圧Vacが変動しても、交流電流を調整できる。交流電圧Vacが所定電圧から低下した際には、コンデンサ容量が増加するように第1、第2スイッチSW1、SW2をオンすることによって、交流電圧Vacの低下によるコンデンサの電流容量の低下を抑制できる。それによって、交流電圧Vacが低下した場合であっても、平滑電圧VDDの低下を抑制でき、平滑電圧VDDによって動作する電子部品が動作停止となることを抑制できる。
<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。
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、第1、第2スイッチ(切替回路)SW1、SW2を、2個のNチャネルMOSFETで構成し、スイッチ制御回路54をPチャネルMOSFETで構成する例を示したが、これに限られない。例えば、第1、第2スイッチSW1、SW2は、ラッチングリレーで構成され、スイッチ制御回路54はラッチングリレーをオン・オフするリレー制御回路で構成されてもよい。
(2)上記実施形態において、図4のステップS160およびS170の処理を省略してもよい。この場合であっても、小容量電源30の動作中に交流電圧Vacが所定電圧から低下した場合において、平滑電圧VDDが第2閾値電圧Vth2未満に低下することを抑制できる。
(3)上記実施形態においては、電流経路切替処理を、小容量電源30の動作中に交流電圧Vacが所定電圧から低下した場合に行う例を示したが、これに限られない。例えば、第1閾値電圧Vth1を6.0Vと高く設定することによって、小容量電源30の動作中に交流電圧Vacが所定電圧から上昇した場合にも、適用できる。この場合、交流電圧Vacが所定電圧から上昇しても小容量電源30からの漏れ電流を抑制でき、省電力化できる。
(4)上記実施形態においては、交流電源の電圧Vacに応じた電気量を平滑電圧VDDとし、検出回路をモード制御回路70およびA/Dコンバータ71によって構成する例を示したが、これに限られない。交流電源の電圧に応じた電気量を、交流電圧Vac、それ自体として、検出回路を、交流電圧Vacを検出する回路として構成するようにしてもよい。この場合であっても、交流電圧Vacの変化に応じて、例えば、交流電圧Vacの低下に応じて上記電流経路切替処理を行うことによって、平滑電圧VDDの低下を抑制することができる。
(5)上記実施形態においては、第1入力コンデンサ(第1コンデンサ群)を、第1コンデンサC1と一個の調整コンデンサC3によって構成し、第2入力コンデンサ(第2コンデンサ群)を、第2コンデンサC2と一個の調整コンデンサC4によって構成し、調整コンデンサC3と並列に第1スイッチSW1を設け、調整コンデンサC4と並列に第2スイッチSW2を設ける構成を示したが、第1入力コンデンサ、第2入力コンデンサ、およびスイッチSWの構成は、これに限られない。
要は、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2のうち少なくとも一方に対して電気的に直列接続され、コンデンサ容量を調整する、少なくとも一個の調整コンデンサが設けられればよい。また、第1、第2コンデンサC1、C2、および調整コンデンサのうちいずれか一個に並列接続され、交流電源ACからの交流電流を流す状態と遮断する状態とに切替わる、少なくとも一個のスイッチSWが設けられればよい。
この場合、第1、第2コンデンサC1、C2、および少なくとも一個の調整コンデンサの容量を適宜設定することと、スイッチSW(切替回路)によって交流電源に対する第1、第2コンデンサ、および少なくとも一個の調整コンデンサの接続状態を切替えることにより、交流電圧が所定電圧から変動しても、交流電流を調整できる。例えば、交流電圧が低下した際には、交流電流に対するコンデンサ容量が増加するように第1、第2コンデンサ、および調整コンデンサに係る接続状態を少なくとも一個のスイッチSWによって切替えることによって、入力コンデンサに流れる電流容量の低下を抑制できる。それによって、平滑電圧VDDの低下を抑制できる。
この場合、第1、第2コンデンサC1、C2、および少なくとも一個の調整コンデンサの容量を適宜設定することと、スイッチSW(切替回路)によって交流電源に対する第1、第2コンデンサ、および少なくとも一個の調整コンデンサの接続状態を切替えることにより、交流電圧が所定電圧から変動しても、交流電流を調整できる。例えば、交流電圧が低下した際には、交流電流に対するコンデンサ容量が増加するように第1、第2コンデンサ、および調整コンデンサに係る接続状態を少なくとも一個のスイッチSWによって切替えることによって、入力コンデンサに流れる電流容量の低下を抑制できる。それによって、平滑電圧VDDの低下を抑制できる。
(6)例えば、図6に示されるように、第1コンデンサC1、および第1コンデンサC1に対して電気的に直列接続される少なくとも一個の調整コンデンサを含むコンデンサ群(C1、C3、…、C2n−1:nは2以上の整数)を備え、スイッチSW(切替回路)は、コンデンサ群に含まれる少なくとも二個のコンデンサに対して設けられているようにしてもよい。なお、図7には、第1コンデンサC1にはスイッチSWが設けられない場合が示される。
この場合、2本の交流ラインLac1、Lac2のいずれか一方(図6には交流ラインLac1の場合が例示されている)の少なくとも二個のコンデンサにスイッチSWを設け、また各スイッチSWに対してスイッチ制御回路を設けることによって、第1入力コンデンサ、あるいは第2入力コンデンサの容量調整を細密にできる。それによって、プリンタ1がFGされ、半波整流される場合において、好適に容量調整を行える。すなわち、整流回路31によって半波整流される場合においても、交流電圧Vacの変動に対して平滑電圧VDDを所定の範囲に維持できる。また、その際、第1閾値電圧Vth1および第2閾値電圧Vth2をそれぞれ電圧値の異なる複数個、設定することによって、平滑電圧VDDを所望の精度で制御できる。
この場合、2本の交流ラインLac1、Lac2のいずれか一方(図6には交流ラインLac1の場合が例示されている)の少なくとも二個のコンデンサにスイッチSWを設け、また各スイッチSWに対してスイッチ制御回路を設けることによって、第1入力コンデンサ、あるいは第2入力コンデンサの容量調整を細密にできる。それによって、プリンタ1がFGされ、半波整流される場合において、好適に容量調整を行える。すなわち、整流回路31によって半波整流される場合においても、交流電圧Vacの変動に対して平滑電圧VDDを所定の範囲に維持できる。また、その際、第1閾値電圧Vth1および第2閾値電圧Vth2をそれぞれ電圧値の異なる複数個、設定することによって、平滑電圧VDDを所望の精度で制御できる。
その際、図6に示されるように、第1コンデンサC1にもスイッチSWが設けられる場合、第1コンデンサC1も調整コンデンサとすることができ、第1コンデンサC1の容量選択の幅が広がる。また、図7に示されるように、第1コンデンサC1にスイッチSWが設けられない場合、第1コンデンサC1の容量を所定量として、第1コンデンサ群の最大容量(最大電流)をその所定値に固定できるとともに、スイッチSWおよびスイッチ制御回路の個数を低減できる。
(7)また、図8に示されるように、第1コンデンサC1、および第1コンデンサC1に対して電気的に直列接続される少なくとも一個の調整コンデンサを含む第1コンデンサ群(C1、C3、…C2n−1:nは2以上の整数)と、第2コンデンサC2、および第2コンデンサC2に対して電気的に直列接続される少なくとも一個の調整コンデンサを含む第2コンデンサ群(C2、C4、…C2n:nは2以上の整数)と、を備え、スイッチ(切替回路)SWが、第1コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対して、および第2コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対して設けられるようにしてもよい。図8には、第1、第2コンデンサC1、C2にもスイッチSWが設けられる場合が示され、図9には、第1、第2コンデンサC1、C2にはスイッチSWが設けられない場合が示される。
この場合、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2に対してそれぞれ少なくとも1個の調整コンデンサが設けられ、第1コンデンサ群および第2コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対してスイッチSWが設けられる。それによって、FGされていない場合において、すなわち、整流回路31によって全波整流される場合において、好適に第1、第2入力コンデンサ(第1、第2コンデンサ群)の容量調整を行うことができる。その際、調整コンデンサおよびスイッチSWの個数を適宜設定し、また、各スイッチSWに対してスイッチ制御回路を設けることによって、交流電圧の変動に対して、所望の精度でコンデンサ容量調整を行うことができる。また、その際、第1閾値電圧Vth1および第2閾値電圧Vth2をそれぞれ電圧値の異なる複数個、設定することによって、平滑電圧VDDを所望の精度で制御できる。
この場合、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2に対してそれぞれ少なくとも1個の調整コンデンサが設けられ、第1コンデンサ群および第2コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対してスイッチSWが設けられる。それによって、FGされていない場合において、すなわち、整流回路31によって全波整流される場合において、好適に第1、第2入力コンデンサ(第1、第2コンデンサ群)の容量調整を行うことができる。その際、調整コンデンサおよびスイッチSWの個数を適宜設定し、また、各スイッチSWに対してスイッチ制御回路を設けることによって、交流電圧の変動に対して、所望の精度でコンデンサ容量調整を行うことができる。また、その際、第1閾値電圧Vth1および第2閾値電圧Vth2をそれぞれ電圧値の異なる複数個、設定することによって、平滑電圧VDDを所望の精度で制御できる。
その際、図8に示されるように、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2にもスイッチSWが設けられる場合、第1、第2コンデンサC1、C2も調整コンデンサとすることができ、第1、第2コンデンサC1、C2の容量選択の幅が広がる。
(8)また、図9に示されるように、スイッチSWを、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2を除いて、第1コンデンサ群に含まれる少なくとも一個の調整コンデンサに対して、および第2コンデンサ群に含まれる少なくとも一個の調整コンデンサに対して設けるようにしてもよい。
この場合、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2の容量を所定量として、各コンデンサ群の最大容量(最大電流)をその所定値に固定できるとともに、スイッチSWおよびスイッチ制御回路の個数を低減できる。
この場合、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2の容量を所定量として、各コンデンサ群の最大容量(最大電流)をその所定値に固定できるとともに、スイッチSWおよびスイッチ制御回路の個数を低減できる。
(9)また、図8または図9において示される例において、モード制御回路70(制御装置)は、平滑電圧VDD(検出値)の変動量が所定値より小さい場合は、第1および第2コンデンサ群のうち一方のみに含まれるスイッチSW(切替回路)を切替え、平滑電圧VDDの変動量が所定値以上の場合は、第1および第2コンデンサ群の両方に含まれるスイッチSWを切替えるようにしてもよい。
この場合、小容量電源30がFGされていない場合、平滑電圧VDDの変動量に応じて、交流電流を半波単位で変化させることができるため、交流電圧Vacの変動に対して、言い換えれば、平滑電圧VDDの変動に対してより適切な対応ができる。
この場合、小容量電源30がFGされていない場合、平滑電圧VDDの変動量に応じて、交流電流を半波単位で変化させることができるため、交流電圧Vacの変動に対して、言い換えれば、平滑電圧VDDの変動に対してより適切な対応ができる。
(10)上記各実施形態において、本明細書によって開示される小容量電源30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。小容量電源30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。また、制御装置は、モード制御回路に限られない。
1…プリンタ、20…スイッチング電源、30…小容量電源、31…整流回路、32…平滑回路、33…DC−DCコンバータ、50…制御部、70…制御装置、71…A/Dコンバータ、100…電源システム、C1…第1コンデンサ、C2…第2コンデンサ、C3…調整コンデンサ、C4…調整コンデンサ、CS1…平滑蓄電コンデンサ、SW1,SW2…第1、第2スイッチ、ZD1…ツェナーダイオード
Claims (10)
- 交流電源の一端に接続される第1コンデンサと、
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コンデンサおよび前記第2コンデンサのうち少なくとも一方に対して電気的に直列接続され、コンデンサ容量を調整する、少なくとも一個の調整コンデンサと、
前記第1、第2コンデンサ、および前記調整コンデンサのうちいずれか一個に並列接続され、前記交流電源からの交流電流を流す状態と遮断する状態とに切替わる、少なくとも一個の切替回路と、
前記交流電源に対して前記第1および第2コンデンサの後段に設けられ、交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され、整流された交流電圧を平滑して平滑電圧を生成する平滑回路と、
前記交流電源の電圧に応じた電気量を検出する検出回路と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記検出回路を介して検出した前記電気量の検出値に応じて、前記切替回路を制御して、前記交流電流の電流経路を切替える切替処理を実行する、小容量電源。 - 請求項1に記載の小容量電源において、
前記制御装置は、
前記切替処理において、前記検出値が下限値未満である場合、前記切替回路の少なくとも一個を、前記交流電流を流す状態に切替えることによって前記電流経路を切替える、小容量電源。 - 請求項1または請求項2に記載の小容量電源において、
前記制御装置は、
前記切替処理において、前記検出値が上限値以上である場合、前記切替回路の少なくとも一個を、前記交流電流を遮断する状態に切替えることによって前記電流経路を切替える、小容量電源。 - 請求項3に記載の小容量電源において、
前記制御装置は、
前記切替処理において、前記交流電源から当該小容量電源への電力供給開始時に、前記切替回路の少なくとも一個を前記交流電流を流す状態に切替えた後、前記検出値が前記上限値以上である場合、前記交流電流を流す状態に切替えた切替回路を、前記交流電流を遮断する状態に切替える、小容量電源。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の小容量電源において、
前記第1コンデンサ、および前記第1コンデンサに対して電気的に直列接続される前記少なくとも一個の調整コンデンサを含むコンデンサ群を備え、
前記切替回路は、前記コンデンサ群に含まれる少なくとも二個のコンデンサに対して設けられている、小容量電源。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の小容量電源において、
前記第1コンデンサ、および前記第1コンデンサに対して電気的に直列接続される前記少なくとも一個の調整コンデンサを含む第1コンデンサ群と、
前記第2コンデンサ、および前記第2コンデンサに対して電気的に直列接続される前記少なくとも一個の調整コンデンサを含む第2コンデンサ群と、を備え、
前記切替回路は、前記第1コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対して、および前記第2コンデンサ群に含まれる少なくとも一個のコンデンサに対して設けられている、小容量電源。 - 請求項6に記載の小容量電源において、
前記切替回路は、前記第1コンデンサ群に含まれる前記少なくとも一個の調整コンデンサに対して、および前記第2コンデンサ群に含まれる前記少なくとも一個の調整コンデンサに対して設けられている、小容量電源。 - 請求項6または請求項7に記載の小容量電源において
前記制御装置は、前記検出値の変動量が所定値より小さい場合は、前記第1および第2コンデンサ群のうち一方のみに含まれる前記切替回路を切替え、前記検出値の変動量が前記所定値以上の場合は、前記第1および第2コンデンサ群の両方に含まれる前記切替回路を切替える、小容量電源。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の小容量電源において、
前記平滑回路はツェナーダイオードを含み、
前記検出回路は、前記電気量として前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を検出する、小容量電源。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の小容量電源と、スイッチング電源とを含む電源システムと、
前記スイッチング電源から供給される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、
前記制御装置は、前記スイッチング電源を動作状態とする通常モードと、前記スイッチング電源を停止状態とする省電力モードとを切替えるモード切替処理を実行する、画像形成装置。
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