JP2017099162A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】急な負荷電流の変化があっても、出力電圧の大きな変動が生じないようにする。【解決手段】画像形成装置は、電源とグランドを交互に出力させるスイッチング部、出力インダクター、出力コンデンサー、出力インダクターの、スイッチング部を制御するコントローラーを含み、通常モードと軽負荷モードと、を有するＤＣＤＣコンバーターと、画像形成装置の処理を行う制御部と、を含む。各給電先デバイスの各動作率に対応する負荷電流の大きさを示す目標電流値が知らされたとき、コントローラーは、負荷電流変化までの予測時間が終わる時点に出力インダクター電流の平均値であるインダクター平均電流値が目標電流値になるようにスイッチング部を制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、ＤＣＤＣコンバーターを含む画像形成装置に関する。

プリンター、複合機、複写機、ファクシミリ装置のような画像形成装置は、ＣＰＵ、メモリー、ＩＣのような多様なデバイスが搭載される。これらのデバイスへの電力供給のため、画像形成装置内にＤＣＤＣコンバーターを設けることがある。また、損失（あるいは消費電力）を減らすため、通常モードと、負荷が小さいときの変換効率を高める軽負荷モードを有するＤＣＤＣコンバーターを用いることがある。フィードバック電圧と基準電圧の差分を増幅するエラーアンプとエラーアンプ出力の位相補償用ＣＲフィルターを有するＤＣＤＣコンバーターでは、負荷電流の増加に伴いモードを軽負荷モードから通常モードに戻すとき、ＣＲフィルターの充電に時間がかかり、フィードバックが遅れて出力電圧が大きくドロップ（アンダーシュート）する場合がある。また、フィードバック制御により、ＤＣＤＣコンバーターの出力電圧のオーバーシュートが電圧ドロップの反動として生ずる場合がある。そこで、効率を落とさずに応答速度を高めようとする技術の一例が特許文献１に記載されている。

具体的に、特許文献１には、電源、第１のＭＯＳトランジスタ、第２のＭＯＳトランジスタ、コイル、コンデンサー、分圧回路、分圧回路の分圧電圧と基準電圧とが入力され分圧電圧と基準電圧とを比較した結果に応じた比較結果信号を出力するエラーアンプ、エラーアンプの出力と接続され他端が接地に接続され比較結果信号の位相を補償するフィルター回路、第１のＭＯＳトランジスタと第２のＭＯＳトランジスタとを相補的にオン／オフを切り換えて制御信号のパルスデューティ比を制御する制御回路、ノーマルモード信号と軽負荷モード信号を出力するモードコンパレータ、モードコンパレータの出力信号が軽負荷モード信号からノーマルモード信号に変化した場合に電源と接地との間に接続されモード変化検出信号に応じてフィルター回路の一端の電圧を予め設定された規定電圧に向けて変化させるクランプ回路と、を備えたＤＣ−ＤＣコンバーターが記載されている。この構成によれば、クランプ回路がエラーアンプの出力の上昇を補助する（特許文献１：請求項１、段落［００６７］等参照）。

特開２０１１−１０９８０６号公報

特許文献１に記載されるように、ＤＣＤＣコンバーターには、負荷電流を監視し、負荷電流の増減後の結果に基づき、モードを軽負荷モードから通常モードに切り替えるものがある。つまり、負荷電流の変化後に対応する技術であり、機能するには電圧ドロップのような変化が必要である。なお、特許文献１記載の技術は、フィードバック制御用のフィルター回路の充電を速め、電圧ドロップに対応する。しかし、フィードバック遅延時間中に電圧降下が続くことは避けられず、電圧ドロップが大きくなる場合がある。さらに、特許文献１記載の技術では、電圧ドロップ（アンダーシュート）の反動として、ＤＣＤＣコンバーターの出力電圧のオーバーシュートが生ずる。

このような負荷電流を監視する技術では、対応が事後的であり、急な負荷電流の変化に対応できない場合がある。そのため、急に負荷電流が変化すると、出力電圧のオーバーシュートやアンダーシュートが生ずるという問題がある。また、ＤＣＤＣコンバーターの出力電圧の大きな変動は、ＤＣＤＣコンバーターから電力供給を受けるデバイス（給電先デバイス）の誤動作を引き起こす場合があるという問題もある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、急な負荷電流の変化があっても、出力電圧の大きな変動が生じないようにする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る画像形成装置は、ＤＣＤＣコンバーターと、制御部を含む。前記ＤＣＤＣコンバーターは、電源とグランドを交互に出力させるスイッチング部と、前記スイッチング部の出力部分と接続された前記出力インダクターと前記出力インダクターに接続された出力コンデンサーを含み、前記出力インダクターと前記出力コンデンサーの間に設けられた接続点の電圧を出力電圧として給電先デバイスに供給する出力平滑部と、前記スイッチング部を制御するコントローラーを含み、通常モードと前記通常モードよりも給電先デバイスへの出力電流が小さいときに用いるモードであって、前記通常モードよりも前記スイッチング部のスイッチング周波数を低くする軽負荷モードと、を有する。前記制御部は、画像形成装置の処理を行う。前記ＤＣＤＣコンバーターは、各給電先デバイスの各動作率に対応する負荷電流の大きさを示す目標電流値を定義した変換テーブルを記憶する変換処理部を含む。前記制御部は、前記制御部は、事前通知を画像形成装置の状態変化前に前記変換処理部に向けて送信し、前記事前通知は、状態変化後の前記給電先デバイスの前記動作率と、前記事前通知を行ったときから画像形成装置の状態変化までの時間である予測時間を含む。前記変換処理部は、通知された前記動作率と前記変換テーブルに基づいて前記目標電流値を定め、前記目標電流値を前記コントローラーに通知する。前記変換処理部から前記目標電流値を受けたとき、前記コントローラーは、前記予測時間が終わる時点に前記出力インダクター電流の平均値であるインダクター平均電流値が前記目標電流値になるように、前記スイッチング部を制御する。

本発明によれば、給電先デバイスへの負荷電流の変化の発生タイミングをＤＣＤＣコンバーターに事前に通知し、この通知に基づき、ＤＣＤＣコンバーターは、負荷電流が変化する時点に遅れること無く、給電先デバイスの負荷電流にあわせたモードとすることができる。従って、急な負荷電流の変化があっても、ＤＣＤＣコンバーターの出力電圧の大きな変動を抑えることができる。

実施形態に係る複合機の一例を示す図である。 実施形態に係る複合機の電力供給系統の一例を示す図である。 実施形態に係る動作率の算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。 動作率を算出するための動作率テーブルの一例を示す図である。 実施形態に係るＤＣＤＣコンバーターの一例を示す図である。 通常モード時の出力インダクター電流波形の一例を示す図である。 境界条件を満たす出力インダクター電流波形の一例を示す図である。 軽負荷モード時の出力インダクター電流波形の一例を示す図である。 実施形態に係るＤＣＤＣコンバーター１の動作率通知時の動作の流れの一例を示す図である。 実施形態に係る変換テーブルの一例を示す図である。 実施形態に係る変換テーブルの補正の一例を示すフローチャートである。

以下、図１〜図１１を用いて、本発明に係る画像形成装置を説明する。画像形成装置として複合機１００を例に挙げて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概要）
まず、図１に基づき、実施形態に係る複合機１００を説明する。図１は、実施形態に係る複合機１００の一例を示す図である。図１に示すように、複合機１００は、ＤＣＤＣコンバーター１を含む。

複合機１００は、制御部２（制御基板）と記憶部３を有する。制御部２は、装置全体の動作を統括し複合機１００の各部を制御する。制御部２は、演算、制御を行うＣＰＵ２１、印刷に必要な画像処理を画像データに施す画像処理部２２を含む。記憶部３はＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤのような記憶装置を含み、制御用プログラムやデータを記憶する。

又、制御部２は、操作パネル４と通信可能に接続される。操作パネル４は、表示パネル、タッチパネルを含み、設定用画面、複合機１００の状態、メッセージのような情報を表示する。また、操作パネル４は、使用者の操作を受け付ける。制御部２は、操作パネル４でなされた使用者の設定どおりに動作するように、複合機１００を制御する。

又、制御部２は、原稿搬送部５ａ、画像読取部５ｂと通信可能に接続される。原稿搬送部５ａ、画像読取部５ｂは、原稿を読み取って画像データを生成するための部分である。原稿搬送部５ａは、セットされた原稿を読み取り位置に向けて搬送する。画像読取部５ｂは、原稿搬送部５ａに搬送される原稿や、原稿台（コンタクトガラス、不図示）にセットされた原稿を読み取り、画像データを生成する。制御部２は、原稿搬送部５ａと画像読取部５ｂの動作を制御する。

又、複合機１００は、印刷部６を含む。印刷部６は、エンジン制御部６０、給紙部６ａ、搬送部６ｂ、画像形成部６ｃ、定着部６ｄを含む。エンジン制御部６０と制御部２は通信可能に接続される。制御部２は、印刷指示、印刷ジョブの内容、印刷に用いる画像データをエンジン制御部６０に与える。エンジン制御部６０は、制御部２の指示を受け、給紙部６ａ、搬送部６ｂ、画像形成部６ｃ、定着部６ｄの動作を制御し、給紙、用紙搬送、トナー像の形成、転写、定着のような印刷関連処理を実際に制御する。

エンジン制御部６０は、用紙を一枚ずつ給紙部６ａに供給させる。エンジン制御部６０は、供給された用紙を画像形成部６ｃ、定着部６ｄを経て排出トレイ（不図示）まで搬送部６ｂに搬送させる。エンジン制御部６０は、搬送部６ｂより搬送される用紙にのせるトナー像を画像形成部６ｃに形成させ、トナー像を用紙に転写させる。エンジン制御部６０は、用紙に転写されたトナー像を定着部６ｄに定着させる。搬送部６ｂは、トナー像が定着された用紙を排出トレイに排出する。

又、複合機１００は、通信部２３を含む。通信部２３は、制御部２（制御基板）内に設けられる。通信部２３は、ＰＣやサーバーのようなコンピューター２００と通信するためのインターフェイスである。通信部２３は、ネットワークを介し、コンピューター２００と通信する。なお、ＵＳＢケーブルを用いるなどして、通信部２３とコンピューター２００は直接的に通信可能に接続されてもよい。通信部２３は、コンピューター２００から画像データのような印刷内容を示すデータと印刷に関する設定を示すデータを含む印刷用データを受信する。制御部２は、印刷用データに基づく印刷を印刷部６に行わせる。

（電力供給系統）
次に、図２を用いて、実施形態に係る複合機１００での電力供給系統の一例を説明する。図２は、実施形態に係る複合機１００の電力供給系統の一例を示す図である。

複合機１００は、１次電源部７１と２次電源部７２を含む。１次電源部７１は、電源Ｖｃｃケーブル（不図示）により商用電源Ｖａｃ（交流電源）と接続される。１次電源部７１は、交流電圧から直流電圧を生成する。１次電源部７１は、例えば、モータ駆動用のＤＣ２４Ｖのような予め設定された電圧を生成し出力する。なお、１次電源部７１の詳細は後述する。

複数種の電圧が制御部２、エンジン制御部６０、操作パネル４、原稿搬送部５ａ、画像読取部５ｂの動作に必要である。また、ＣＰＵ２１、画像処理部２２のようなデバイスでは、１つのデバイスの動作に複数種の電圧が必要となることがある。そのため、２次電源部７２は、１次電源部７１の生成電圧に基づき、複数種の直流電圧を生成する。

複数種の電圧生成のため、２次電源部７２は、ＤＣＤＣコンバーターやレギュレーターのような複数の電力変換回路７３を含む。ＤＣＤＣコンバーター１は、複数の電力変換回路７３のうちの１つである。それぞれの電力変換回路７３は、所定の大きさの電圧を生成する。そして、２次電源部７２は、制御基板（ＣＰＵ２１、画像処理部２２、記憶部３のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、通信部２３）、エンジン制御部６０（エンジン基板）、操作パネル４（パネル基板）、原稿搬送部５ａ（原稿搬送基板）、画像読取部５ｂ（スキャナ基板）のような各基板の動作に必要な大きさの電圧を供給する。

（動作率の算出）
次に、図３、図４を用いて、実施形態に係る動作率の算出処理の流れの一例を示す。図３は、実施形態に係る動作率の算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、動作率を算出するための動作率テーブルＴ１の一例を示す図である。

複合機１００には複数の電力変換回路７３が搭載される。電力変換回路７３から電力を供給され、給電先デバイスに取り込まれる負荷電流の大きさは、複合機１００の状態により変化する。複合機１００がジョブを実行しているとき、ＣＰＵ２１が処理するプログラムやデータは、ジョブを実行していないときよりも増える。そのため、ＣＰＵ２１のような各デバイス（各負荷）の消費電流はジョブを実行していない待機状態よりも、ジョブを実行しているときの方が多くなる。

コピージョブの実行指示が操作パネル４になされ、待機状態からコピージョブを実行する状態になったとき、複数種の新たなプログラムが起動され、起動されたプログラムに基づく処理が開始される。その結果、デバイスの動作率（デバイス内に設けられる複数種の回路の使用率）は大きくなる。動作率が高いほど、デバイスの消費電流は大きくなる。

ＣＰＵ２１を例にあげて説明する。待機状態からコピージョブが開始されると、コピーのためにＣＰＵ２１は、印刷、スキャン、画像処理のようなコピージョブに関するプログラムを実行し、ＣＰＵ２１に電力供給を行うＤＣＤＣコンバーターの出力電流（ＣＰＵ２１の負荷電流）は、急に増える。一方、コピージョブが完了し、待機状態に戻ると、ＣＰＵ２１の動作率は低下し、ＣＰＵ２１の消費電流は急に小さくなる。

一般に、ＤＣＤＣコンバーターには、出力部分にコンデンサーが設けられる。ＤＣＤＣコンバーターは、コンデンサーに蓄えられる電荷の量をほぼ一定保つことにより、設定された電圧を出力する。しかし、負荷電流が急に増えると電荷の減少によって、出力電圧は低下する。出力電圧の大きな変化は、給電先デバイスの誤動作を招く場合がある。

そこで、複合機１００では、複数のＤＣＤＣコンバーターのうち、少なくとも１つのＤＣＤＣコンバーターに向けて、事前通知ｉ１が送信される。事前通知ｉ１は、複合機１００の状態変化までの時間である予測時間と、状態変化後のＤＣＤＣコンバーター１が電力を供給するデバイス（給電先デバイス）の動作率を含む。この事前通知ｉ１により、ＤＣＤＣコンバーターに負荷電流（出力電流）の変化に備えるための動作を行わせる。以下の説明では、給電先デバイスをＣＰＵ２１とし、複数のＤＣＤＣコンバーターのうち、ＣＰＵ２１に電力を供給するＤＣＤＣコンバーター１に事前通知ｉ１を行う場合を説明する。

図３のフローチャートのスタートは、制御部２が事前通知ｉ１を行うと判断した時点である。制御部２が事前通知ｉ１を行う時点は予め定められる。事前通知ｉ１を行う時点は、適宜定めることができる。制御部２は、コピー、スキャン、送信、プリントのようなジョブの実行開始の前の時点（ＣＰＵ２１の負荷電流が増加する前の時点）に事前通知ｉ１を行うと判断してもよい。この場合、ジョブの実行指示のため、操作パネル４のスタートキー（実行キー、不図示）が操作されたとき、プリントジョブのため、通信部２３がコンピューター２００からのプリントジョブの実行要求を受け付けたとき、制御部２は、事前通知ｉ１を行うと判断する。また、制御部２は、コピー、スキャン、送信、プリントのようなジョブの完了前の時点（ＣＰＵ２１の負荷電流が減少する前の時点）に事前通知ｉ１を行うと判断してもよい。この場合、制御部２は、ジョブの最終ページのような特定ページの処理が開始された時点を、事前通知ｉ１を行うと判断してもよい。

まず、制御部２は、記憶部３に記憶された動作率テーブルＴ１（図１参照）を参照し、状態変化後（ジョブの実行開始後やジョブ完了後）のＣＰＵ２１の動作率を定める（ステップ♯１）。

図４を用いて、動作率テーブルＴ１の一例を説明する。動作率テーブルＴ１では、複合機１００の各状態に対応するＣＰＵ２１の動作率が定義される。図４では、待機状態（ジョブを実行していない状態）、データを通信部２３から送信している状態、スキャンにて原稿を読み取っている状態、印刷時の状態、原稿を読み取りつつ印刷を行うコピー状態、原稿を読み取りつつ通信部２３から原稿読み取りにより得られた画像データを送信する状態、原稿を読み取りつつ原稿読み取りにより得られた画像データを記憶部３に不揮発的に記憶する状態について動作率を定めた動作率テーブルＴ１の一例を示している。なお、図４に示す状態以外の他の状態と、その状態に対応する動作率を動作率テーブルＴ１に含めても良い。なお、ＣＰＵ２１の動作率は、ジョブを実行している間や、待機状態にある間でもある程度変化することがある。そこで、その状態での動作率の平均的な値を動作率テーブルＴ１に定義してもよい。

例えば、待機状態からコピージョブが開始されるとき、制御部２は、コピーの状態に対応する動作率の値であるＸ５を、状態変化後のＣＰＵ２１の動作率と定める。また、コピージョブの実行完了後、待機状態に戻るとき、制御部２は、待機状態に対応する動作率の値であるＸ１を、状態変化後のＣＰＵ２１の動作率と定める。

続いて、制御部２は、通知から状態変化までの時間として予測される時間である予測時間を定める（ステップ♯２）。例えば、ジョブの実行開始のとき、制御部２は、現時点から実行しようとするジョブで利用されるプログラムの起動や処理が開始されるまでの時間を予測時間と定める。制御部２がＣＰＵ２１の負荷電流が変化する時点から一定時間遡った時点で事前通知ｉ１を行うと判断する時点するようになっている場合、予測時間は、一定としても良い。一方、ジョブの完了に伴って待機状態に移行するとき、制御部２は、各ジョブの１枚あたりの仕様上の処理時間は決まっている。そこで、制御部２は、現時点からジョブの最後のページの終了までの時間を予測時間と定めても良い。

そして、制御部２は、ＤＣＤＣコンバーター１（のＩ／Ｆ部１０ａ、詳細は後述）に向けて、定めた動作率と予測時間を含む事前通知ｉ１を通信部２３に送信させる（ステップ♯３）。そして、本フローは終了する。

（ＤＣＤＣコンバーター１）
次に、図５を用いて、実施形態にＤＣＤＣコンバーター１を説明する。図５は、実施形態に係るＤＣＤＣコンバーター１の一例を示す図である。

図５に示すように、ＤＣＤＣコンバーター１は、コントローラー１０、第１抵抗Ｒ１、スイッチング部１２、出力インダクターＬ１、出力コンデンサーＣ１、フィードバック電圧生成部１３、誤差増幅器１４、基準電圧生成部１５、フィルター回路１６、ＰＷＭコンパレーターＰ１、発振回路Ｐ２、アンプＡ１、電流ゼロ検出部１７、モード制御回路１８、変換処理部１９、Ｉ／Ｆ部１０ａを含む。

スイッチング部１２は、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２を含む。第１スイッチング素子Ｑ１は、トランジスタである。例えば、第１スイッチング素子Ｑ１には、ｐ型のＭＯＳＦＥＴを用いることができる。図５に示す第１スイッチング素子Ｑ１のソースは第１抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃが接続される。第１スイッチング素子Ｑ１のドレインは、出力インダクターＬ１の一端と第２スイッチング素子Ｑ２のドレインが接続される。第２スイッチング素子Ｑ２も、トランジスタである。例えば、第２スイッチング素子Ｑ２には、ｎ型のＭＯＳＦＥＴを用いることができる。第２スイッチング素子Ｑ２は、ソースがグランドに接続される。

出力インダクターＬ１の一端は、第１スイッチング素子Ｑ１のドレイン及び第２スイッチング素子Ｑ２のドレインと接続される。本説明では、給電先デバイスは、ＣＰＵ２１である。出力インダクターＬ１の他端は、ＤＣＤＣコンバーター１が電力供給を供給するデバイスとしてのＣＰＵ２１の電源入力端子（不図示）に接続される。これにより、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１がＣＰＵ２１に入力される。

給電先デバイスの電源入力端子と出力インダクターＬ１の他端の間に設けられた接続点に出力コンデンサーＣ１の一端が接続される。出力コンデンサーＣ１の他端は、グランドに接続される。出力インダクターＬ１と出力コンデンサーＣ１は、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１を平滑する出力平滑部１ａとして機能する。

フィードバック電圧生成部１３は、第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３を含む。第２抵抗Ｒ２の一端は、出力インダクターＬ１の他端に接続される。第３抵抗Ｒ３の一端は、第２抵抗Ｒ２の他端と接続される。第３抵抗Ｒ３の他端は、グランドと接続される。フィードバック電圧生成部１３は、出力電圧Ｖ１を分圧する。フィードバック電圧生成部１３は、分圧した電圧をフィードバック電圧ＦＢとして出力する。

フィードバック電圧ＦＢは、誤差増幅器１４の反転入力端子に入力される。基準電圧生成部１５が生成した基準電圧Ｖｒｅｆが非反転入力端子に入力される。誤差増幅器１４は、フィードバック電圧ＦＢと基準電圧Ｖｒｅｆの差を増幅して出力する。

フィルター回路１６は、第４抵抗Ｒ４とフィルター用コンデンサーＣ２を含む。フィルター回路１６は、誤差増幅器１４の出力信号の位相を補償（調整）する。第４抵抗Ｒ４の一端は、誤差増幅器１４の出力と接続される。第４抵抗Ｒ４の他端は、フィルター用コンデンサーＣ２の一端と接続される。フィルター用コンデンサーＣ２の他端は、グランドに接続される。ＰＷＭコンパレーターＰ１は、誤差増幅器１４の出力に基づき、ＯＮデューティを定めるための信号を生成する。

発振回路Ｐ２は、コントローラー１０が第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングに用いる信号（パルス）を生成する。コントローラー１０は、第１スイッチング素子Ｑ１および第２スイッチング素子Ｑ２のゲートにパルス信号を入力する。コントローラー１０は、第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２を同時にＯＮ状態とせず、何れか一方がＯＮのとき、他方をＯＦＦとする（ＯＮ／ＯＦＦを相補的に切り換える）。

ＤＣＤＣコンバーター１では、フィードバック制御により、フィードバック電圧ＦＢと基準電圧Ｖｒｅｆとが一致するように制御される。このため、フィードバック電圧生成部１３の各抵抗の値を調整して出力電圧Ｖ１を所望の値に設定することができる。

第１抵抗Ｒ１は、電源Ｖｃｃと第１スイッチング素子Ｑ１の一端（ソース）との間に接続される。アンプＡ１は、出力インダクター電流Ｊ１の大きさモニタする。アンプＡ１は、第１抵抗Ｒ１に流れる電流の大きさに応じた電圧を出力する。例えば、出力インダクター電流Ｊ１が大きいほど、アンプＡ１の出力電圧は大きくなり、出力インダクター電流Ｊ１が小さいほど、アンプＡ１の出力電圧は小さくなる。コントローラー１０は、アンプＡ１が出力する電圧の大きさに基づき、第１抵抗Ｒ１に流れる電流（出力インダクター電流Ｊ１）の大きさを認識する。コントローラー１０は、アンプＡ１が出力する電流の大きさに対応する出力インダクター電流Ｊ１の大きさを定義した電圧電流テーブルＴ２を記憶する（図５参照）。

コントローラー１０は、アンプＡ１の出力と電圧電流テーブルＴ２を参照し、所定のサンプリング周期で出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさを認識する。出力インダクターＬ１に流れる電流は変動するので、コントローラー１０は、所定のサンプリング周期と予め定められた常数を乗じた期間中のインダクターに流れる電流の大きさの平均値であるインダクター平均電流値を求める。

Ｉ／Ｆ部１０ａは、制御部２からの送信された事前通知ｉ１（動作率、予測時間を含むディジタルデータ）を受信するインターフェイスである。変換処理部１９は、制御部２から受信した動作率に基づき目標電流値を定める部分である。変換処理部１９は、各動作率に対応する目標電流値を定めた変換テーブルＴ３を記憶する（図５参照、詳細は後述）。変換処理部１９の変換回路１９ａは、変換テーブルＴ３のうち通知された動作率に対応する目標電流値を選び出すことにより、動作率を目標電流値への変換処理を行う回路である（図５参照、詳細は後述）。

（停止モード、通常モード、軽負荷モード）
次に、図５〜８を用いて、実施形態に係るＤＣＤＣコンバーター１の停止モード、通常モード、軽負荷モードを説明する。図６は、通常モード時の出力インダクター電流Ｊ１の波形の一例を示す図である。図７は、境界条件を満たす出力インダクター電流Ｊ１の波形の一例を示す図である。図８は、軽負荷モード時の出力インダクター電流Ｊ１の波形の一例を示す図である。

ＤＣＤＣコンバーター１は、停止モード、通常モード、軽負荷モード、周波数セットモード、カレントセットモードを含む（周波数セットモード、カレントセットモードの詳細は後述）。ＤＣＤＣコンバーター１のモード制御のため、ＤＣＤＣコンバーター１には、モード制御回路１８が設けられる（図５参照）。

停止モードは、ＤＣＤＣコンバーター１の電力供給（電圧出力）を停止させるモードである。言い換えると、停止モードは、ＤＣＤＣコンバーター１を動作させないモードである。制御部２は、ＤＣＤＣコンバーター１を動作させるか否かを指示するイネーブル信号ｅｎｂをモード制御回路１８に入力する（図５参照）。イネーブル信号ｅｎｂのレベルがＤＣＤＣコンバーター１の停止を指示するレベルのとき、モード制御回路１８は、停止モードとすると判断する。このとき、モード制御回路１８は、コントローラー１０に停止モードとする旨の通知を与える。コントローラー１０は、停止モード中、第１スイッチング素子Ｑ１をＯＦＦ状態で保つ。

イネーブル信号ｅｎｂのレベルがＤＣＤＣコンバーター１の停止を指示するレベルから動作を指示するレベルに変化したとき（イネーブル状態となったとき）、モード制御回路１８は、通常モードでの動作開始をコントローラー１０に指示する（軽負荷モードで動作を開始してもよい）。

通常モード、軽負荷モードは、ＤＣＤＣコンバーター１を動作させるモードである。通常モードは給電先デバイスへの負荷電流が大きいときに用いるモードであり、軽負荷モードは負荷電流が小さいときに用いるモードである。

通常モードでは、コントローラー１０は、第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング周波数を一定とする。例えば、コントローラー１０は、１ＭＨｚ以上の周波数でスイッチングを行う（高速応答の実現）。フィードバック制御により、コントローラー１０は、出力電圧Ｖ１が設定電圧よりも大きい状態となればスイッチング周期中のＯＮデューティを減らし、出力電圧Ｖ１が設定電圧よりも小さい状態となればスイッチング周期中のＯＮデューティを増やす。

図６は、通常モードでの出力インダクター電流Ｊ１の波形の一例を示す図である。図６〜図８では、第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２の相補的なＯＮ／ＯＦＦ（電源Ｖｃｃあるいはグランドと出力インダクターＬ１の接続のＯＮ／ＯＦＦ）によって、三角波のリップル電流が出力インダクターＬ１に流れる例を示している。負荷電流の平均は、三角波電流の平均と一致する。

ＤＣＤＣコンバーター１には、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングでの損失（スイッチング損失）と、スイッチング素子やインダクターが有する抵抗成分による損失（導通損失）がある。通常モードでは、スイッチング損失よりも導通損失が支配的となる。通常モードでのスイッチング周波数を高くしてＡＣ電流成分を抑えて導通損失を減らす。給電先デバイスへの出力電流が大きいときに用いられる通常モードでは、軽負荷モードよりもスイッチング周波数を高く保つので、ＤＣＤＣコンバーター１は、通常モードでも高効率である。

通常モードと軽負荷モードの切替は、境界条件を満たすか否かにより定まる。境界条件は、出力インダクター電流Ｊ１を表す三角波の下限値が０Ａとなるときである。通常モードで出力インダクター電流Ｊ１が減少して境界条件を満たしたとき、モード制御回路１８は、軽負荷モードへの移行をコントローラー１０に指示する。軽負荷モードで出力インダクター電流Ｊ１が増加して境界条件を満たさなくなったとき（三角波の下限値が０Ａを超えたとき）、モード制御回路１８は、通常モードへの移行を指示する。

実施形態に係るＤＣＤＣコンバーター１での境界条件は、出力インダクター電流Ｊ１の下限値がゼロであることである。言い換えると、境界条件は、出力インダクター電流Ｊ１の下限値が点的にゼロとなる状態である。図７は、境界条件を満たすときの出力インダクター電流Ｊ１の波形の一例を示す。出力インダクター電流Ｊ１がゼロとなる時間帯があるとき、モード制御回路１８は、軽負荷モードとすると判断する。一方、出力インダクター電流Ｊ１がゼロとなる時間帯がないとき、モード制御回路１８は、通常モードとすると判断する。

ＤＣＤＣコンバーター１には、電流ゼロ検出部１７が設けられる（図５参照）。電流ゼロ検出部１７は、一定期間中に出力インダクター電流Ｊ１がゼロになったか否かを検知し、出力インダクター電流Ｊ１がゼロとなる時間の有無をモード制御回路１８に通知する。通常モードでゼロとなる時間があったことの通知を受けたとき、モード制御回路１８は、コントローラー１０に軽負荷モードへの移行を指示する。一方、軽負荷モードでゼロとなる時間がなかったことの通知を受けたとき、モード制御回路１８は、コントローラー１０に通常モードへの移行を指示する。

軽負荷モードでは、コントローラー１０は、フィードバック電圧生成部１３及び誤差増幅器１４の出力値に基づき、出力電圧Ｖ１が設定電圧を下回るまで（誤差増幅器１４に入力されるフィードバック電圧ＦＢが基準電圧Ｖｒｅｆを下回るまで）、スイッチングをスキップする。コントローラー１０は、出力電圧Ｖ１が設定電圧を下回ったと認識したとき、スイッチングを一時的に再開し、出力電圧Ｖ１を設定電圧に回復させる。コントローラー１０は、必要なときのみスイッチングを行う。

結果的に、軽負荷モードでは、通常モードよりもスイッチング周波数が下がる。また、軽負荷モードでは、結果的に、負荷電流が大きいほどスイッチング周波数が高くなり、負荷電流が小さいほどスイッチング周波数が低くなる。

図８は、軽負荷モードでの出力インダクター電流Ｊ１の波形の一例を示す図である。軽負荷モードでも、図８に示すように、第１スイッチング素子Ｑ１をＯＮしたとき、三角波電流（リップル電流）が出力インダクターＬ１に流れる。負荷電流の平均は、三角波電流の平均と一致する。

軽負荷モードでは、導通損失よりもスイッチング損失が支配的となる。そして、図８は、図７のときよりも負荷電流の平均が減ったため、スイッチングをスキップした例を示している。スイッチングをスキップするので、結果的に、軽負荷モードではスイッチング回数が減る。スイッチング損失が減るので、軽負荷時でも、ＤＣＤＣコンバーター１は、高効率である。

（動作率通知時の動作の流れ）
次に、図９、図１０を用いて、動作率通知時のＤＣＤＣコンバーター１の動作の流れの一例を説明する。図９は、実施形態に係るＤＣＤＣコンバーター１の動作率通知時の動作の流れの一例を示す図である。図１０は、実施形態に係る変換テーブルＴ３の一例を示す図である。

図９のスタートは、制御部２からＤＣＤＣコンバーター１のＩ／Ｆ部１０ａに事前通知ｉ１が通知された時点である。

Ｉ／Ｆ部１０ａに入力された事前通知ｉ１（ディジタルデータ）を変換処理部１９に送る（ステップ♯１１）。変換処理部１９は、事前通知ｉ１に含まれる動作率に基づき変換テーブルＴ３を参照して目標電流値を定める（ステップ♯１２）。

図１０は、変換テーブルＴ３の一例を示す。変換テーブルＴ３は、各動作率に対応する目標電流値を定めたデータである。目標電流値は、ＣＰＵ２１が通知された動作率で動作するときの負荷電流の平均的な大きさを示す。実験で各動作率でのＣＰＵ２１に流れる電流の大きさ（ＤＣＤＣコンバーター１の出力電流の大きさ）を複数回測り、各動作率での目標電流値を定めるようにしてもよい。

動作率が高いほどＣＰＵ２１の負荷電流は大きくなる。そのため、動作率が高いほど目標電流値が大きくなるように変換テーブルＴ３は定義される。そして、変換処理部１９は目標電流値と予測時間を示すデータをコントローラー１０に送る（ステップ♯１３）。

コントローラー１０は、通知された目標電流値が予め定められた閾値を超えているか否かを確認する（ステップ♯１４）。閾値は、通常モードと軽負荷モードが切り替わるときの（境界条件を満たすとき）の負荷電流の平均値（インダクター平均電流値）に対応する。つまり、ステップ♯１４では、コントローラー１０は、動作率の変化後、通常モードと軽負荷モードの何れで動作すべきかを確認する。

目標電流値が閾値を超えているとき（ステップ♯１４のＹｅｓ）、コントローラー１０は、動作率の変化に伴う負荷電流（インダクター平均電流値）の変化に備え、カレントセットモードに移行する（ステップ♯１５）。

カレントセットモードは、インダクター平均電流値を速やかに目標電流値に合わせるためのモードである。カレントセットモードでは、コントローラー１０は、インダクター平均電流値を目標電流値にあわせる間、目標電流値が大きいほど電源Ｖｃｃと出力平滑部１ａを接続する時間を長くし、目標電流値が小さいほど電源Ｖｃｃと出力平滑部１ａを接続する時間を短くする。

具体的に、目標電流値が現時点のインダクター平均電流値より大きいとき、コントローラー１０は、アンプＡ１（電流検出回路）の出力に基づき、出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさを認識しつつ、出力インダクターＬ１に流れる電流が目標電流値となるまで、スイッチング部１２に電源Ｖｃｃと出力平滑部１ａとの接続を続けさせる（第１スイッチング素子Ｑ１＝ＯＮ、第２スイッチング素子Ｑ２＝ＯＦＦ）。

そして、コントローラー１０は、予測時間に基づき、負荷電流が変化すると予測される時点にあわせ出力インダクターＬ１に流れる電流が目標電流値となるようにスイッチング部１２を制御する（ステップ♯１６）。

例えば、ステップ♯１６では、コントローラー１０は、出力インダクター電流Ｊ１が目標電流値と一致するまで、第１スイッチング素子Ｑ１をＯＮ状態とし続け（第１スイッチング素子Ｑ１のＯＮデューティを１００％とする）、第２スイッチング素子Ｑ２をＯＦＦし続ける。つまり、出力平滑部１ａと電源Ｖｃｃの接続を続けさせる。これにより、速やかに出力インダクターＬ１に流れる電流を増加させることができる。なお、ＯＮデューティは１００％に限らず、８０％や９０％のようにデューティ比は１００％未満であってもよい。

そして、実験等により、出力インダクターＬ１と電源Ｖｃｃの接続を続けたとき、単位時間あたりの出力インダクター電流Ｊ１の増加率を定めておく。コントローラー１０は、アンプＡ１（電流検出回路）の出力に基づき、現時点のインダクター平均電流値の大きさを認識している。そこで、コントローラー１０は、目標電流値から現時点のインダクター平均電流値の大きさを減じ、減算で得られた値を電流増加率で除して現時点のインダクター平均電流値を目標電流値に到達させるのに必要な時間（所要時間）を求める。そして、コントローラー１０は、予測時間の残り時間が所要時間となった時点に出力インダクター電流Ｊ１の増加を開始する。このように、コントローラー１０は、負荷電流が変化すると予測される時点と、出力インダクターＬ１に流れる電流が目標電流値に到達する時点をあわせる。

インダクター平均電流値が目標電流値まで到達した後、コントローラー１０は、次に事前通知ｉ１を受けるまで通常モードで動作する（ステップ♯１７→エンド）。一方、目標電流値が閾値以下のとき（ステップ♯１４のＮｏ）、現在のモードが通常モードであるかを確認する（ステップ♯１８）。通常モードのとき（ステップ♯１８のＹｅｓ）、ＣＰＵ２１の動作率変化に備え、出力電流（インダクター平均電流値）を下げる必要がある。

そこで、コントローラー１０は、動作率の変化に伴う負荷電流（出力インダクター電流Ｊ１の平均値）の変化に備え、カレントセットモードに移行する（ステップ♯１９）。そして、コントローラー１０は、境界条件が満たされるまで（出力インダクター電流Ｊ１の下限値がゼロとなるまで）、出力インダクター電流Ｊ１を減らす（ステップ♯１１０、第１スイッチング素子Ｑ１をＯＦＦ、第２スイッチング素子Ｑ２をＯＮ、）。ここで、電流ゼロ検出部１７は、一定期間中に出力インダクター電流Ｊ１がゼロになったとき、コントローラー１０にその旨を通知する。この通知を受けるまで、コントローラー１０は、カレントセットモードで出力インダクター電流Ｊ１を減らす。

このステップ♯１１０では、コントローラー１０は、出力インダクター電流Ｊ１の下限値がゼロとなるまで、基本的に、第１スイッチング素子Ｑ１をＯＦＦし続け、第２スイッチング素子Ｑ２をＯＮし続ける。ここで、出力インダクター電流Ｊ１の大きさを確認するため（第１抵抗で電流を検出するため）、コントローラー１０は、少なくともある期間ごとに電源Ｖｃｃと出力インダクターＬ１を接続する。電源Ｖｃｃと出力インダクターＬ１を接続すると出力インダクター電流Ｊ１が一時的に増加する。そのため、通常より速く電流を減少させるため、ステップ♯１１０での全体的な電流の減少速度が予め定められた速度（確保したい減少速度）となるように、もしくは、確保したい減少速度よりも電流がより速く減るように、コントローラー１０は、電源Ｖｃｃと出力インダクターＬ１を接続する。このように、コントローラー１０は、出力インダクター電流Ｊ１の下限値がゼロとなるまで、間欠的に電源側と出力インダクターＬ１を接続する。これにより、出力インダクターＬ１の電流値を把握しつつ、速やかに出力インダクターＬ１に流れる電流を減らすことができる。

現在のモードが軽負荷モードであるとき（ステップ♯１８のＮｏ）、及び、ステップ♯１１０の後、コントローラー１０は、モードを周波数セットモードに移行する（ステップ♯１１１）。そして、コントローラー１０は、目標電流値に対応するスイッチング周波数を目標周波数として定める（ステップ♯１１２）。コントローラー１０は、目標電流値に対するスイッチング周波数を定めた周波数テーブルＴ４を記憶する（図５参照）。コントローラー１０は周波数テーブルＴ４を参照し、目標電流値に対応するスイッチング周波数を目標周波数と定める。

続いて、コントローラー１０は、予測時間に基づき、負荷電流が変化すると予測される時点にあわせ出力インダクターＬ１に流れる電流の平均値が目標電流値となるようにスイッチング周波数を段階的に（次第に）変化させる（ステップ♯１１３）。ステップ♯１１３で、段階的にスイッチング周波数を変化させるとき、各段階でのスイッチング周波数の変化幅（ステップ幅）は、一定としてもよい。また、段階的にスイッチング周波数を変化させるとき、スイッチング周波数の変化の周期も一定としてもよい。

コントローラー１０は、現在の周波数から目標周波数に到達するまでの時間（所要時間）を求める。コントローラー１０は、予測時間の残り時間が所要時間となった時点にスイッチング周波数の変化を開始する。そして、コントローラー１０は、負荷電流が変化すると予測される時点に、出力インダクターＬ１に流れる電流を目標電流値に到達させる。スイッチング周波数を目標電流値に対応する周波数とした後、コントローラー１０は、次に事前通知ｉ１を受けるまで軽負荷モードで動作する（ステップ♯１１４→エンド）。

（変換テーブルＴ３の補正）
次に、図１１を用いて、実施形態に係る変換テーブルＴ３の補正の一例を説明する。図１１は、実施形態に係る変換テーブルＴ３の補正の一例を示すフローチャートである。

ＤＣＤＣコンバーター１は、ジョブ実行開始やジョブ完了に伴う給電先デバイスの負荷電流の変化に対応するため、動作率の変化前にインダクター平均電流値を変化させておく。つまり、電流の需要と供給の関係の釣り合いを予めとっておく。動作率の変化により給電先デバイスの負荷電流が大きく変化しても、出力電圧Ｖ１の大きなオーバーシュートやアンダーシュートを抑えることができる。

給電先デバイスの電流特性はある程度、個体差がある。また、温度により給電先デバイスの電流特性は変化する。変換テーブルＴ３で定められた動作率に対応する目標電流値が、あらゆる給電先デバイスで適切であるとは限らない。また、環境によってはある動作率のときに実際に流れる電流と目標電流値の差が大きくなる場合がある。

状態変化前にインダクター平均電流値を動作率に対応する目標電流値にあわせても、状態変化後に実際に流れる負荷電流の平均値との差が大きいと、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１の変動は大きくなるおそれがある。そこで、コントローラー１０、及び、変換処理部１９は、変換テーブルＴ３の補正を行う。

図１１のスタートは、給電先デバイス（本実施形態ではＣＰＵ２１）の状態変化によって負荷電流（の平均値）が変化した時点である。言い換えると、予測時間の終点が経過した後であって、次の事前通知ｉ１が来るまでの間の時間である。

コントローラー１０は、アンプＡ１の出力に基づき、状態変化後の所定期間中の出力インダクター電流Ｊ１の大きさを複数回確認し、インダクター平均電流値を求める（ステップ♯２１）。所定期間は、適宜定めることができる時間である。所定期間は、インダクター平均電流値を求めている時点のスイッチング周期の整数倍としてもよい。このように、コントローラー１０は、ある動作率に対し、実際に出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさを測る。

コントローラー１０は、求めたインダクター平均電流値を変換処理部１９に送る（ステップ♯２２）。変換処理部１９は、その時点の動作率（直前の事前通知ｉ１で通知された動作率）に対応する目標電流値を、コントローラー１０から送られたインダクター平均電流値に置き換える（ステップ♯２３）。言い換えると、変換処理部１９は、変換テーブルＴ３の目標電流値の値を更新する。これにより、変換テーブルＴ３の補正処理が完了する。以後、同じ動作率が制御部２から通知されたとき、状態変化にあわせ、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電流の大きさは、実際に流れる負荷電流の大きさと同じ、または、ほぼ同じ大きさに調整される。

このようにして、このようにして、実施形態に係る画像形成装置は、ＤＣＤＣコンバーター１と、制御部２を含む。ＤＣＤＣコンバーター１は、第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２を含み、これらを交互にスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）することで電源Ｖｃｃとグランドを交互に出力させるスイッチング部１２と、出力インダクターＬ１と出力インダクターＬ１に接続された出力コンデンサーＣ１を含み、出力インダクターＬ１はスイッチング部１２の出力部分と接続されており、出力インダクターＬ１と出力コンデンサーＣ１の間に設けられた接続点の電圧を出力電圧として給電先デバイス（ＣＰＵ２１）に供給する出力平滑部１ａと、スイッチング部１２を制御するコントローラー１０を含み、通常モードと通常モードよりも給電先デバイスへの出力電流が小さいときに用いるモードであって、通常モードよりもスイッチング部１２のスイッチング周波数を低くする軽負荷モードと、を有する。制御部２は、画像形成装置の処理を行う。ＤＣＤＣコンバーター１は、各給電先デバイスの各動作率に対応する負荷電流の大きさを示す目標電流値を定義した変換テーブルＴ３を記憶する変換処理部１９を含む。制御部２は、事前通知ｉ１を画像形成装置の状態変化前に変換処理部１９に向けて送信する。この事前通知ｉ１は、状態変化後の給電先デバイスの動作率と、事前通知ｉ１を行ったときから画像形成装置の状態変化までの時間である予測時間を含む。変換処理部１９は、通知された動作率と変換テーブルＴ３に基づいて目標電流値を定め、目標電流値をコントローラー１０に通知する。変換処理部１９から目標電流値を受けたとき、コントローラー１０は、予測時間が終わる時点に出力インダクター電流Ｊ１の平均値であるインダクター平均電流値が目標電流値になるように、スイッチング部１２を制御する。

これにより、給電先デバイスの負荷電流（ＤＣＤＣコンバーター１の出力電流）が変化するタイミングをＤＣＤＣコンバーター１に事前に通知することができる。画像形成装置の状態変化に起因する給電先デバイスの負荷電流の変化があるとき、事前にＤＣＤＣコンバーター１が供給する電流の大きさ（供給）と給電先デバイスの負荷電流（需要）の大きさを同じ又はほぼ同じにしておくことができる。従って、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１のオーバーシュートやアンダーシュートを抑えることができる。また、給電先デバイスへの出力電圧Ｖ１が安定するので、給電先デバイスの誤動作を防ぐこともできる。

また、目標電流値が通知されたとき、コントローラー１０は、通知された目標電流値が予め定められた閾値を超えているか否かを確認する。閾値以下のとき、コントローラー１０は、周波数セットモードとなり、周波数セットモードでは、目標電流値が大きいほど高く目標電流値が小さいほど低くなるように目標電流値に対応するスイッチング周波数である目標周波数を定め、予測時間が終わる時点のスイッチング周波数が目標周波数となるように、スイッチング周波数を段階的に変化させる。

これにより、給電先デバイスへの出力電流が少ない状態に対応する軽負荷モードでも、給電先デバイスの負荷電流（需要）の大きさと、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電流（供給）の釣り合いを常にとることができる。従って、出力電流が比較的少ない状態でもＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１の大きな変動を抑えることができる。また、スイッチング部１２のスイッチング周波数は抑えられ、通常モードよりもスイッチングロスを減らし、ＤＣＤＣコンバーター１の変換効率を高めることができる。

また、目標電流値が通知された時点のモードが通常モードであって、通知された目標電流値が閾値以下のとき、コントローラー１０は、予め定められた境界条件が満たされるまで出力インダクターＬ１とグランドとの接続をスイッチング部１２に行わせ、境界条件が満たされると、周波数セットモードに移行する。

これにより、出力平滑部１ａに蓄えられた電荷を速やかにグランドに逃がすことができる。従って、変化後の給電先デバイスの消費電流（負荷電流）が減る場合でも、画像形成装置の状態変化後に伴う負荷電流の変化に対し、事前にＤＣＤＣコンバーター１の状態を出力電圧Ｖ１の大きな変動を抑えられる状態としておくことができる。

また、ＤＣＤＣコンバーター１は、出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさを測るための電流検出回路（第１抵抗Ｒ１、アンプＡ１）を含む。目標電流値が通知されたとき、コントローラー１０は、通知された目標電流値が予め定められた閾値を超えているか否かを確認する。閾値を超えているとき、コントローラー１０は、カレントセットモードとなり、カレントセットモードでは、電流検出回路の出力に基づき出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさを認識し、目標電流値が大きいほど電源Ｖｃｃと出力インダクターＬ１を接続する時間を長くし、目標電流値が小さいほど電源Ｖｃｃと出力インダクターＬ１を接続する時間を短くする。

これにより、給電先デバイスへの負荷電流が多い状態に対応する通常モードでも、給電先デバイスの負荷電流（需要）の大きさと、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電流（供給）の釣り合いを常にとることができる。従って、負荷電流が比較的大きい状態に変化してもＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１の大きな変動を抑えることができる。

また、カレントセットモードの場合、状態変化前のインダクター平均電流値よりも目標電流値の方が大きいとき、コントローラー１０は、電流検出回路の出力に基づき、予測時間が終わる時点に出力インダクターＬ１に流れる電流が目標電流値となるように、電源Ｖｃｃと出力インダクターＬ１との接続をスイッチング部１２に続けさせる。

これにより、出力インダクター電流Ｊ１を速やかに増やすことができる。従って、状態変化後に給電先デバイスの負荷電流が大きく増減する場合でも、状態変化の時点で、出力電流の大きさを状態変化後に必要な大きさにしておくことができる。

また、ＤＣＤＣコンバーター１は、出力電圧Ｖ１の大きさを確認するために出力電圧Ｖ１からフィードバック電圧ＦＢを生成するフィードバック電圧生成部１３を含む。フィードバック電圧生成部１３により、出力電圧Ｖ１として設定電圧が予め定められる。予測時間が終わってから次に目標電流値が通知されるまでの間、コントローラー１０は、基準電圧Ｖｒｅｆと設定電圧に対応するフィードバック電圧ＦＢが等しくなるようにスイッチング部１２を制御する。これにより、状態変化に応じて目標電流値を速やかに替えたのち、フィードバック制御によってＤＣＤＣコンバーター１の出力電圧Ｖ１を設定電圧で維持することができる。

温度や給電先デバイスの個体差によって、同じ動作率でも負荷電流の大きさが変わることや、目標電流値が同じでも実際にインダクター平均電流値の大きさにバラツキが出ることがある。そこで、ＤＣＤＣコンバーター１は、出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさを測るための電流検出回路（第１抵抗Ｒ１、アンプＡ１）を含む。変換処理部１９とコントローラー１０は、状態変化後、実際の出力インダクターＬ１に流れる電流の大きさの平均値に基づき、変換テーブルＴ３の状態変化後の動作率に対応する目標電流値を補正する。これにより、次回の画像形成装置の状態変化の時点で、ＤＣＤＣコンバーター１の出力電流の大きさと、変化後の給電先デバイスの消費電流（負荷電流）の大きさをより正確にあわせることができる。

又、上記の実施形態では、給電先デバイスとしてＣＰＵ２１を説明した。しかし、給電先デバイスは、記憶部３のＲＡＭや画像処理部２２のような集積回路でもよい。このように、本発明の範囲は実施形態の説明に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、ＤＣＤＣコンバーターを含む画像形成装置に利用可能である。

１００ 複合機（画像形成装置） １ ＤＣＤＣコンバーター
１０ コントローラー １ａ 出力平滑部
１２ スイッチング部 １３ フィードバック電圧生成部
１９ 変換処理部 ２ 制御部
２１ ＣＰＵ（給電先デバイス） Ａ１ アンプ（電流検出回路）
Ｃ１ 出力コンデンサー ＦＢ フィードバック電圧
ｉ１ 事前通知 Ｊ１ 出力インダクター電流
Ｌ１ 出力インダクター Ｑ１ 第１スイッチング素子
Ｑ２ 第２スイッチング素子 Ｖ１ 出力電圧
Ｖｒｅｆ 基準電圧 Ｖｃｃ 電源
Ｔ３ 変換テーブル

Claims (7)

1. 電源とグランドを交互に出力させるスイッチング部と、前記スイッチング部の出力部分と接続された出力インダクターと前記出力インダクターに接続された出力コンデンサーを含み、前記出力インダクターと前記出力コンデンサーの間に設けられた接続点の電圧を出力電圧として給電先デバイスに供給する出力平滑部と、前記スイッチング部を制御するコントローラーを含み、通常モードと前記通常モードよりも前記給電先デバイスへの出力電流が小さいときに用いるモードであって、前記通常モードよりも前記スイッチング部のスイッチング周波数を低くする軽負荷モードと、を有するＤＣＤＣコンバーターと、
   画像形成装置の処理を行う制御部と、を含み、
   前記ＤＣＤＣコンバーターは、各前記給電先デバイスの各動作率に対応する負荷電流の大きさを示す目標電流値を定義した変換テーブルを記憶する変換処理部を含み、
   前記制御部は、事前通知を画像形成装置の状態変化前に前記変換処理部に向けて送信し、前記事前通知は、状態変化後の前記給電先デバイスの前記動作率と、前記事前通知を行ったときから画像形成装置の状態変化までの時間である予測時間を含み、
   前記変換処理部は、通知された前記動作率と前記変換テーブルに基づいて前記目標電流値を定め、前記目標電流値を前記コントローラーに通知し、
   前記変換処理部から前記目標電流値を受けたとき、前記コントローラーは、前記予測時間が終わる時点に前記出力インダクター電流の平均値であるインダクター平均電流値が前記目標電流値になるように、前記スイッチング部を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記目標電流値が通知されたとき、前記コントローラーは、通知された前記目標電流値が予め定められた閾値を超えているか否かを確認し、
   前記閾値以下のとき、
   前記コントローラーは、周波数セットモードとなり、前記周波数セットモードでは、前記目標電流値が大きいほど高く前記目標電流値が小さいほど低くなるように前記目標電流値に対応する前記スイッチング周波数である目標周波数を定め、前記予測時間が終わる時点の前記スイッチング周波数が前記目標周波数となるように、前記スイッチング周波数を段階的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記目標電流値が通知された時点のモードが前記通常モードであって、通知された前記目標電流値が前記閾値以下のとき、
   前記コントローラーは、予め定められた境界条件が満たされるまで前記出力インダクターとグランドとの接続を前記スイッチング部に行わせ、前記境界条件が満たされると、前記周波数セットモードに移行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ＤＣＤＣコンバーターは、前記出力インダクターに流れる電流の大きさを測るための電流検出回路を含み、
   前記目標電流値が通知されたとき、前記コントローラーは、通知された前記目標電流値が予め定められた閾値を超えているか否かを確認し、
   前記閾値を超えているとき、
   前記コントローラーは、カレントセットモードとなり、前記カレントセットモードでは前記電流検出回路の出力に基づき前記出力インダクターに流れる電流の大きさを認識し、前記目標電流値が大きいほど前記電源と前記出力インダクターを接続する時間を長くし、前記目標電流値が小さいほど前記電源と前記出力インダクターを接続する時間を短くすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記カレントセットモードの場合、状態変化前の前記インダクター平均電流値よりも前記目標電流値の方が大きいとき、前記コントローラーは、前記電流検出回路の出力に基づき、前記予測時間が終わる時点に前記出力インダクターに流れる電流が前記目標電流値となるように、前記電源と前記出力インダクターとの接続を前記スイッチング部に続けさせることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記ＤＣＤＣコンバーターは、前記出力電圧の大きさを確認するために前記出力電圧からフィードバック電圧を生成するフィードバック電圧生成部を含み、
   前記出力電圧として設定電圧が予め定められ、
   前記予測時間が終わってから次に前記目標電流値が通知されるまでの間、
   前記コントローラーは、基準電圧と前記設定電圧に対応する前記フィードバック電圧が等しくなるように前記スイッチング部を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記ＤＣＤＣコンバーターは、前記出力インダクターに流れる電流の大きさを測るための電流検出回路を含み、
   前記変換処理部と前記コントローラーは、状態変化後、実際の前記出力インダクターに流れる電流の大きさの平均値に基づき、前記変換テーブルの状態変化後の前記動作率に対応する前記目標電流値を補正することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。

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