JP2018126001A

JP2018126001A - 電源装置

Info

Publication number: JP2018126001A
Application number: JP2017017632A
Authority: JP
Inventors: 小川　達也; Tatsuya Ogawa; 達也小川
Original assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2018-08-09

Abstract

【課題】節電モードへの移行を安定して速やかに行うことができる電源装置を提供する。
【解決手段】
スイッチング電源を有する電源回路１０１は、コンデンサＣ２０１を充電して、コンデンサＣ２０１から３．３Ｖ負荷１０７へ出力電圧を供給する。放電回路２０４は、コンデンサＣ２０１に充電された電圧を放電可能である。ＣＰＵ１２１は、通常モードからスリープモードへの移行に伴って出力電圧を第１電圧の一例である２４Ｖから第２電圧の一例である１２Ｖへ低下させる過程で放電回路２０４を作動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器に搭載される電源装置の節電モードに関する。

画像形成が実行されることなく所定時間が経過すると通常モードから節電モードへ移行して電力消費を節約する画像形成装置が広く用いられている。節電モードでは、電力消費の低下を実現すべく、装置内の各ユニット（負荷）に電力を供給する電源装置は、通信部や制御部を残して、使用しないユニット（負荷）に供給する電力を遮断し、必要な待機電圧まで出力電圧を低下させる。

従来の画像形成装置では、通常モードから節電モードへの移行中にいずれかのユニットが使用された場合、使用したユニットへ電力が供給され、電源装置内の電圧の急激な低下が発生することで電源装置の制御部がリセットされて通常モードに戻ってしまうことがあった。

それを防ぐため、特許文献１の画像形成装置では、装置内の各ユニットへ電力供給するスイッチング素子を遮断して電源装置から負荷を切り離した状態で、電源装置の出力電圧を通常電圧から待機電圧へ低下させることで、節電モードに安定して移行させるようにしている。

特開２０１２−１８２３３号公報

しかし、各ユニットへの電力供給を遮断した状態では、電源装置の出力コンデンサを放電させるために時間がかかるので、節電モードへの移行完了が遅れてしまう。その結果、節電モードに移行した後、すぐに画像形成の指令を受信した場合の復帰も遅れてしまう。

本発明は、節電モードへの移行を安定して速やかに行うことができる電源装置を提供することを目的としている。

本発明の電源装置は、負荷に出力電圧を供給する、スイッチング電源のコンデンサと、前記コンデンサを放電可能な放電手段と、前記出力電圧を第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧へ低下させる過程で前記放電手段を作動させる制御手段と、を備えるものである。

本発明によれば、節電モードへの移行を安定して速やかに行うことができる電源装置を提供することができる。

複写機の構成の説明図である。電源回路の回路図である。比較例における出力電圧の過渡状態の説明図である。（ａ）は出力電圧、（ｂ）はパルス制御回路電源電圧、（ｃ）は２４Ｖ負荷、（ｄ）は３．３Ｖ電圧、（ｅ）は３．３Ｖ負荷である。実施の形態１における出力電圧の過渡状態の説明図である。（ａ）はモード切替トランジスタ、（ｂ）は出力電圧、（ｃ）はパルス制御回路電源電圧、（ｄ）はパルス電流、（ｅ）は監視回路出力、（ｆ）は２４Ｖ負荷である。実施の形態１の制御のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
実施の形態１は、通常モードから節電モードへの切替えに応じて目標電圧を低下させる電源装置を装備した電子写真方式の画像形成装置の実施の形態を説明する。

（複写機）
図１は複写機の構成の説明図である。図１に示すように、電子機器の一例である複写機１０は、装置本体１２の上部に画像読取装置１１を装備した電子写真方式の画像形成装置である。画像読取装置１１は、透明なガラス板の上に載置された原稿の下面の画像を読取って読取画像の画像データを生成する。ユーザは、複写機１０の正面側に配置された操作パネル１０６を通じて複写機１０の操作及び設定を実行する。

カセット１３は、シートＰが積載された状態で装置本体１２に収容される。画像形成部２０は、電子写真プロセスを実行して、カセット１３から給送されたシートにトナー像を転写する。

画像形成部２０は、感光ドラム２１の周囲に帯電ローラ２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラ２５、ドラムクリーニング装置２６を配置している。帯電ローラ２２は、帯電電圧を印加されて感光ドラム２１の周面を帯電させる。露光装置２３は、レーザービームを走査して感光ドラム２１の周面に画像の静電潜像を形成する。現像装置２４は、現像剤（トナー）を感光ドラム２１に供給して、静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ２５は転写電圧を印加されて感光ドラム２１のトナー像を給紙部１５から搬送されたシートに転写する。定着装置３０は、画像形成部２０でトナー像を転写されたシートを加熱及び加圧して、画像をシートに定着させる。

電源回路１０１は、給紙部１５、画像形成部２０、定着装置３０、制御部１０５に電力を供給する。電源回路１０１から出力された２４Ｖの出力電圧は、２４Ｖ負荷１０８として、画像形成動作に必要なモータやソレノイド等のアクチュエータや高電圧電源、露光装置等に供給される。電源回路１０１から出力された３．３Ｖの出力電圧は、３．３Ｖ負荷１０７として各種制御回路に供給される。電源回路１０１は、３．３Ｖの出力電圧を制御部１０５に供給する。

（電源回路）
図２は電源回路の回路図である。図２に示すように、制御部１０５は、ＲＯＭ１２２から読み出したプログラム及びデータをＲＡＭ１２３に保持して、ＣＰＵ１２１が必要な演算及び処理を行う。これにより、制御部１０５は、図１に示す給紙部１５、画像形成部２０、定着装置３０等を統括的に制御して、画像形成を実行する。

電源コード１０２は、整流平滑回路２０１へ商用電源ＡＣ１００Ｖの交流電圧を入力する。整流平滑回路２０１は、電源コード１０２から供給された交流電圧をダイオードブリッジＲＣ１０１により全波整流し、電解コンデンサであるコンデンサＣ１０１に蓄積して、一次側の直流電圧を発生させる。

一次側電源回路２０２は、パルス制御回路１０３に電力を供給して作動させる。パルス制御回路１０３は、コンデンサＣ１０２に蓄積された電圧により電力供給される。一次側電源回路２０２は、起動時、コンデンサＣ１０１に蓄積された直流電圧を抵抗Ｒ１０１からパルス制御回路１０３内のライン１１０を通じてコンデンサＣ１０２に充電する。そして、コンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃがパルス制御回路１０３の動作開始電圧以上となるとパルス制御回路１０３が動作開始する。

一次側回路の一例であるパルス制御回路１０３及びトランジスタＱ１０１は、トランスＴ１０１の一次側にパルス電流を出力する。パルス制御回路１０３は、トランジスタＱ１０１をスイッチングすることでトランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流を供給する。トランスＴ１０１は、一次巻線Ｎｐ、二次巻線Ｎｓ、及び補助巻線Ｎｂを有する。トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流が供給されると、二次巻線Ｎｓ及び補助巻線Ｎｂに交流電圧が発生する。パルス制御回路１０３がトランジスタＱ１０１をスイッチングしてトランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐに電流を流すことにより、二次巻線Ｎｓに交流電圧が発生する。

補助巻線Ｎｂに発生した交流電圧は、ダイオードＲＣ１０３により整流されてコンデンサＣ１０２を充電する。補助巻線Ｎｂに発生した交流電圧によってコンデンサＣ１０２を充電し続けることでパルス制御回路１０３の動作電圧が保たれる。パルス制御回路１０３は、抵抗Ｒ１０１を通じたコンデンサＣ１０１からの供給方式においてコンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃが動作開始電圧以上となると、トランスＴ１０１の補助巻線Ｎｂからの供給方式に切り替える。電圧Ｖｃｃが動作開始電圧以上となると、パルス制御回路１０３は、抵抗Ｒ１０１からの電力供給を停止する。パルス制御回路１０３は、トランスＴ１０１の補助巻線Ｎｂからの供給方式においてコンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃが動作停止電圧以下となると、抵抗Ｒ１０１を通じたコンデンサＣ１０１からの供給方式に切り替える。

二次側回路の一例であるダイオードＲＣ２０１及びコンデンサＣ２０１は、トランジスタＱ１０１によりパルス電流を入力されたトランスＴ１０１の二次側で出力電圧を生成してコンデンサＣ２０１に充電する。トランスＴ１０１の二次巻線Ｎｓに発生した交流電圧は、整流ダイオードＲＣ２０１により整流され、コンデンサＣ２０１により平滑され、徐々にコンデンサＣ２０１の電圧を上昇させる。

コンデンサＣ２０１の電圧が２４Ｖ以上になると、フィードバック回路２０３が作動してパルス制御回路１０３のパルス出力を停止させる。コンデンサＣ２０１の電圧が２４Ｖ以上になると、抵抗Ｒ２０２及び抵抗Ｒ２０３と抵抗Ｒ２０４との分圧がシャントレギュレータＺ２０１の電圧以上になり、フォトカプラＰＣ１０２ａが発光する。フォトカプラＰＣ１０２ａが発光すると、一次側の受光素子ＰＣ１０２ｂがＯＮして抵抗Ｒ１０２が短絡される。パルス制御回路１０３は、抵抗Ｒ１０２が短絡されて端子電圧がＬになると、二次側の出力電圧Ｖ_０が２４Ｖになったことを検知してトランジスタＱ１０１のスイッチングを停止させる。

トランジスタＱ１０１のスイッチングが停止すると、トランスＴ１０１の二次巻線Ｎｓからの電力供給がなくなり、コンデンサＣ２０１の充電が抜けて電圧Ｖ_０が低下する。そして、コンデンサＣ２０１の電圧Ｖ_０が２４Ｖ以下になると、フィードバック回路２０３が作動してパルス制御回路１０３のパルス出力を再開させる。

抵抗Ｒ２０２及び抵抗Ｒ２０３と抵抗Ｒ２０４との分圧がシャントレギュレータＺ２０１の閾値電圧以下になり、フォトカプラＰＣ１０２ａが消灯する。フォトカプラＰＣ１０２ａが消灯すると、一次側の受光素子ＰＣ１０２ｂがＯＦＦして抵抗Ｒ１０２の短絡が解除される。パルス制御回路１０３は、抵抗Ｒ１０２の短絡が解除されて端子電圧がＨになると、二次側の出力電圧Ｖ_０が２４Ｖ未満になったことを検知してトランジスタＱ１０１のスイッチングを再開させる。パルス制御回路１０３は、トランジスタＱ１０１のスイッチングの停止と再開とを繰返すことによりコンデンサＣ２０１の安定した出力電圧Ｖ_０＝２４Ｖを維持する。

ＤＣＤＣコンバータ１０４は、コンデンサＣ２０１の２４Ｖの出力電圧Ｖ_０から３．３Ｖの出力電圧を生成して３．３Ｖ負荷１０７及び制御部１０５に電力供給を行う。

（節電モード）
図１に示すように、電源装置の一例である電源回路１０１及び制御部１０５は、電力消費手段の一例である２４Ｖ負荷１０８及び３．３Ｖ負荷１０７へ出力電圧を供給する。図２に示すように、電源回路１０１は、スイッチング電源を作動させてコンデンサＣ２０１を充電し、コンデンサＣ２０１から２４Ｖ負荷１０８及び３．３Ｖ負荷１０７へ出力電圧を供給する。制御部１０５は、２４Ｖ負荷１０８及び３．３Ｖ負荷１０７の電力消費を削減する節電モードへの移行に伴って出力電圧を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる。節電モードでは、３．３Ｖ負荷１０７への電力供給が継続される一方、２４Ｖ負荷１０８への電力供給は遮断される。

複写機１０は、通常モードでは、複写機１０を立ち上げて画像形成を実行し、次の画像形成を待機する。複写機１０は、ユーザが操作パネル１０６のＥＳＳキーを押下すると、あるいは、画像形成の待機状態で所定時間が経過すると、通常モードを節電モードに切替える。電子機器の一例である複写機１０は、待機時の省エネルギー規格を満たすために、通常モードから節電モードへ移行して、複写機１０の電力消費を抑制する。

複写機１０は、節電モードにおいて、給紙部１５、画像形成部２０、定着装置３０等を停止させ、これらに対する電源回路１０１からの電力供給を遮断する。しかし、制御部１０５に対する電力供給は継続させて、外部からの画像形成データの受信や操作パネル１０６を通じた入力の検知は継続している。制御部１０５は、これらの入力に応じて、複写機１０を通常モードに復帰させ、給紙部１５、画像形成部２０、定着装置３０等を立ち上げる。

図２に示すように、電源回路１０１は、出力電圧Ｖ_０を２４Ｖと１２Ｖとに切替え可能なスイッチング電源である。制御部１０５は、通常モードでは、トランジスタＱ２０１をＯＦＦすることにより、電源回路１０１の目標電圧を２４Ｖに保持している。制御部１０５は、節電モードでは、トランジスタＱ２０１をＯＮすることにより、電源回路１０１の目標電圧を１２Ｖに保持している。

電源回路１０１は、消費電力を抑えるという目的から、出力電圧Ｖ_０を、通常モードの２４Ｖから節電モードの１２Ｖへと切り替える。制御部１０５は、複写機１０を節電モードへ移行するために、電源回路１０１の二次側の出力電圧Ｖ_０を２４Ｖから１２Ｖに低下させる。

電源回路１０１は、電源回路１０１の出力電圧Ｖ_０を切り替える際に、トランスＴ１０１の発振を停止させることで、一次側から二次側への電力供給を断ち、コンデンサＣ２０１の電圧を下げる。そして、出力電圧Ｖ_０が１２Ｖになると、二次側に接続されているフィードバック回路２０３が目標電圧になったことをパルス制御回路１０３に通知し、トランスＴ１０１の発振を再開させて出力電圧Ｖ_０を１２Ｖで安定させる。

制御部１０５がトランジスタＱ２０１をＯＮすることで、フィードバック回路２０３の目標電圧が変動する。フィードバック回路２０３は、出力電圧Ｖ_０が新たに設定された目標電圧より高いため、トランスＴ１０１の発振を停止させる。トランスＴ１０１の発振停止により、出力電圧Ｖ_０は第１電圧（２４Ｖ）から徐々に低下し始め、それとともに、パルス制御回路１０３の電源電圧ＶｃｃもトランスＴ１０１の補助巻線Ｎｂからの電力供給がなくなり、電圧が低下し始める。

制御部１０５は、通常モードを節電モードへ移行させる際には、トランジスタＱ２０１をＯＮしてフィードバック回路２０３内の抵抗Ｒ２０２を短絡させる。これにより、シャントレギュレータＺ２０１の閾値電圧に逆らってフォトカプラＰＣ１０２ａとシャントレギュレータＺ２０１との直列回路に電流を流し込むために必要なコンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０が２４Ｖから１２Ｖへ低下する。シャントレギュレータＺ２０１へ電流が流れてフォトカプラＰＣ１０２ａが作動する電圧が２４Ｖから１２Ｖへ低下する。シャントレギュレータＺ２０１の閾値電圧が抵抗Ｒ２０４、Ｒ２０２、及びＲ２０３により増倍される比率が次式のように切り替わる。

２４Ｖ：（Ｒ２０２＋Ｒ２０３）／Ｒ２０４
１２Ｖ：Ｒ２０３／Ｒ２０４

すなわち、節電モードにおいてコンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０が１２Ｖ以上になると、抵抗Ｒ２０４にかかる電位差が通常モードにおいて出力電圧Ｖ_０が２４Ｖである場合よりも大きくなり、シャントレギュレータＺ２０１の閾値電圧以上になる。このため、フォトカプラＰＣ１０２ａが発光し、受光素子ＰＣ１０２ｂがＯＮして、パルス制御回路１０３がトランジスタＱ１０１のスイッチングを停止させる。

トランジスタＱ１０１のスイッチングが停止すると、トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流が供給されなくなり、コンデンサＣ２０１の充電が抜けて電圧Ｖ_０が低下する。そして、コンデンサＣ２０１の電圧Ｖ_０が１２Ｖ以下になると、フィードバック回路２０３が作動してパルス制御回路１０３のパルス出力を再開させる。

抵抗Ｒ２０３と抵抗Ｒ２０４との分圧がシャントレギュレータＺ２０１の閾値電圧以下になり、フォトカプラＰＣ１０２ａが消灯する。フォトカプラＰＣ１０２ａが消灯すると、一次側の受光素子ＰＣ１０２ｂがＯＦＦして抵抗Ｒ１０２の短絡が解除される。パルス制御回路１０３は、抵抗Ｒ１０２の短絡が解除されて端子電圧がＨになると、二次側の出力電圧Ｖ_０が所定電圧（１２Ｖ）未満になったことを検知してトランジスタＱ１０１のスイッチングを再開させる。節電モードにおいて、パルス制御回路１０３は、トランジスタＱ１０１のスイッチングの停止と再開とを繰返すことにより安定した出力電圧Ｖ_０の１２Ｖを出力し続ける。

（比較例における過渡状態）
図３は比較例における出力電圧の過渡状態の説明図である。図３中、（ａ）は出力電圧、（ｂ）はパルス制御回路電源電圧、（ｃ）は２４Ｖ負荷、（ｄ）は３．３Ｖ電圧、（ｅ）は３．３Ｖ負荷である。図３は節電モードへの移行のために出力電圧を低下させる過度状態の一例における各種電圧の推移である。

複写機１０は、節電モードにて出力電圧Ｖ_０を低下させる電源回路１０１を接続している。複写機１０は、通常モードから節電モードへ移行するとき、制御部１０５がフィードバック回路２０３の抵抗の分圧比を変更することで、電源回路１０１を節電モードへ移行させる。電源回路１０１は、パルス制御回路１０３によりトランスＴ１０１の発振を停止させ、二次巻線Ｎｓへの電力供給を停止させることで、出力電圧Ｖ_０が２４Ｖから１２ＶになるまでコンデンサＣ２０１に充電された電荷を抜いていく。

ところで、電源回路１０１は、電源回路１０１と２４Ｖ負荷１０８が導通された導通状態と、導通していない非導通状態と、を切り替えるトランジスタＱ１０８をコンデンサＣ２０１と２４Ｖ負荷１０８との間に設けている。このため、制御部１０５は、通常モードから節電モードへの切替え時、コンデンサＣ２０１の電圧Ｖ_０が２４Ｖから１２Ｖへ低下する間、トランジスタＱ１０８をＯＦＦして電源回路１０１と２４Ｖ負荷１０８とを非導通状態にすることも可能である。これにより、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０を２４Ｖから１２Ｖへ切り替える過渡状態にて発生する中間電圧での電子機器の誤動作をなくすことができる。

しかし、出力電圧Ｖ_０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる過渡期間、トランジスタＱ１０８を非導通とすると２４Ｖ負荷１０８の負荷が減少する。２４Ｖ負荷１０８の負荷が減少すると、コンデンサＣ２０１の放電が遅くなり、出力電圧Ｖ_０が２４Ｖから１２Ｖへ移行するために要する時間が長くなる。

図３の（ａ）に示すように、出力電圧Ｖ_０が２４Ｖから１２Ｖへ移行する時間が長くなると、コンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃがパルス制御回路１０３の動作停止電圧以下となる可能性がある。トランスＴ１０１の発振が停止することにより、補助巻線Ｎｂからの電力の供給が停止して、コンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃが低下する。電圧Ｖｃｃが低下してパルス制御回路１０３の動作停止電圧を下回ってしまうと、パルス制御回路１０３が動作停止する。

コンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃが動作停止電圧以下になると、パルス制御回路１０３は、トランスＴ１０１の補助巻線Ｎｂからの電源供給方式から、コンデンサＣ１０１から抵抗Ｒ１０１を通じた電源供給方式に切り替わる。パルス制御回路１０３が動作停止すると、パルス制御回路１０３は、リセット状態となって抵抗Ｒ１０１を通じたコンデンサＣ１０１からの電力供給に切り替わる。図３に破線で示すように、抵抗Ｒ１０１を通じたコンデンサＣ１０１からの電力供給は、コンデンサＣ１０２の電圧Ｖｃｃがパルス制御回路１０３の動作開始電圧に達するまで行われる。

しかし、抵抗Ｒ１０１を通じたコンデンサＣ１０２の充電期間は、パルス制御回路１０３が入力信号に応答しない不応答期間Ｔ１となる。コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０が低下して１２Ｖになると、上述したように、フィードバック回路２０３がパルス制御回路１０３に目標電圧になったことを通知する。しかし、不応答期間Ｔ１の間、パルス制御回路１０３が動作停止して入力信号に対して応答しないので、パルス電流を出力してトランスＴ１０１の発振を再開することができない。

このような状況で、複写機１０に動作要求が受信され、通信関係の３．３Ｖ負荷１０７が動作し始めると、３．３Ｖ負荷１０７が大きくなる。３．３Ｖ負荷１０７が大きくなるとコンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０の低下が加速して出力電圧Ｖ_０がＤＣＤＣコンバータ１０４の停止電圧以下となる。

すなわち、不応答期間Ｔ１の際に３．３Ｖ負荷１０７が大きくなると、出力電圧Ｖ_０の２４Ｖから１２Ｖへの低下が早まり、フィードバック回路２０３が１２Ｖの目標電圧にて動作する。しかし、このとき、パルス制御回路１０３が停止しているため、トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流は入力されず、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０は、１２Ｖを突き抜けて下がり続ける。そして、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０がＤＣＤＣコンバータ１０４の停止電圧以下となると、３．３Ｖの電源電圧も維持できなくなり、制御部１０５も停止して、複写機１０がシステムダウンする可能性がある。

そこで、実施の形態１では、電源回路１０１の出力電圧Ｖ_０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させている過渡状態において、監視回路２０５を作動させてパルス制御回路１０３によるスイッチングを監視している。そして、制御部１０５は、監視回路２０５の出力に基づいて、スイッチングが一定時間停止した場合には出力電圧Ｖ_０が過渡状態であると判断して放電回路２０４を作動させる。これにより、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０の２４Ｖから１２Ｖへの移行期間を短縮し、安定化している。

（監視回路）
図４は実施の形態１における出力電圧の過渡状態の説明図である。図４中、（ａ）はモード切替トランジスタ、（ｂ）は出力電圧、（ｃ）はパルス制御回路電源電圧、（ｄ）はパルス電流、（ｅ）は監視回路出力、（ｆ）は２４Ｖ負荷である。図４は実施の形態１において節電モードへの移行のために出力電圧を低下させた場合の過度状態における各種電圧の推移である。

図２に示すように、放電手段の一例である放電回路２０４は、コンデンサＣ２０１に充電された電圧を放電可能である。そして、制御手段の一例であるＣＰＵ１２１は、出力電圧を第１電圧の一例である２４Ｖから第２電圧の一例である１２Ｖへ低下させる過程で放電回路２０４を作動させる。このため、出力電圧を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる過渡状態で出力電圧Ｖ_０を安定して速やかに低下させることができる。

フィードバック手段の一例であるフィードバック回路２０３は、コンデンサＣ２０１に充電された電圧が目標電圧になるようにパルス制御回路１０３を作動させる。ＣＰＵ１２１は、目標電圧を２４Ｖから１２Ｖへ切替えた後に放電回路２０４を作動させる。このため、目標電圧の切替えに伴って出力電圧を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる過渡状態で出力電圧Ｖ_０を安定して速やかに低下させることができる。

ＣＰＵ１２１は、目標電圧を２４Ｖから１２Ｖへ切替えた後にコンデンサＣ２０１の電圧が１２Ｖ以上の所定電圧の一例である１２Ｖに低下する前に所定時間が経過すると放電回路２０４を作動させる。このため、所定時間の経過後は、所定時間の経過中よりも速やかに安定して出力電圧Ｖ_０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させることができる。

ＣＰＵ１２１は、所定時間が経過する前にコンデンサＣ２０１の電圧が１２Ｖまで低下すると放電回路２０４を作動させない。このため、出力電圧が２４Ｖから１２Ｖへ速やかに低下している過渡状態では、それ以上の過剰な低下速度を回避して、出力電圧を１２Ｖ未満へオーバーシュートさせることなく１２Ｖへ収束させることができる。

監視手段の一例である監視回路２０５は、パルス制御回路１０３が出力するパルス信号に応じた信号を監視する。ＣＰＵ１２１は、監視回路２０５の出力に基づいて所定時間を判断する。このため、出力電圧が目標電圧の１２Ｖに達したことを正確に判断できる。そして、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０を測定し、目標電圧と比較する別途の回路や制御が不要である。

フォトカプラＰＣ１０１ａは、パルス制御回路１０３が出力するパルス信号に応じて作動する。ＣＰＵ１２１は、フォトカプラＰＣ１０１ｂの出力に基づいて所定時間を判断する。このため、わずかな回路素子の追加のみで出力電圧が目標電圧の１２Ｖに達したことを正確に判断できる。

監視回路２０５は、トランジスタＱ１０１のスイッチングをフォトカプラＰＣ１０１ａにて監視している。監視回路２０５は、フォトカプラＰＣ１０１ａの発光が所定時間を越えて発生していないことをウォッチドッグタイマ２０６にて検知する。制御部１０５は、ウォッチドッグタイマ２０６からの通知を受け、節電モードへの移行時に放電回路２０４を動作させてコンデンサＣ２０１を放電させる。これにより、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０は２４Ｖから１２Ｖへ速やかに低下し、電源回路１０１は、通常モードから節電モードへの移行を速やかに安定して行うことができる。

図４の（ａ）に示すように、制御部１０５は、複写機１０が通常モードから節電モードへ移行するとき、トランジスタＱ２０１をＯＮさせて、フィードバック回路２０３の抵抗の分圧比を変更する。

図４の（ｄ）に示すように、フィードバック回路２０３の抵抗の分圧比が変更されると、パルス制御回路１０３によるパルス電流の供給が停止してトランスＴ１０１の発振が停止する。図４の（ｂ）に示すように、トランスＴ１０１の発振が停止すると、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０が低下を開始する。

図４の（ｅ）に示すように、出力電圧Ｖ_０が低下する過程で監視回路２０５がパルス制御回路１０３によるパルス電流の供給を監視する。制御部１０５は、パルス電流の供給停止期間がＴｍ秒以上になると、図４の（ｆ）に示すように、放電回路２０４を作動させる。

図４の（ｂ）に示すように、放電回路２０４を作動させるとコンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０が速やかに１２Ｖへ低下して、図４の（ｄ）に示すように、パルス制御回路１０３によるパルス電流の供給が再開される。コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０が目標電圧（１２Ｖ）に達した時、フィードバック回路２０３がパルス制御回路１０３に通知し、トランスＴ１０１のスイッチングを再開する。

図４の（ｅ）に示すように、監視回路２０５がパルス電流の供給再開を検知すると、制御部１０５は、放電回路２０４を停止させ、節電モードへの移行を完了する。監視回路２０５がトランスＴ１０１のスイッチングを検知すると、制御部１０５は、放電回路２０４を停止させる。

図４の（ｃ）に示すように、コンデンサＣ２０１の出力電圧Ｖ_０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる過程でパルス制御回路１０３の電源電圧Ｖｃｃは、動作停止電圧に達しない。このため、パルス制御回路１０３の電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧以下になって複写機１０がシステムダウンするという恐れがなくなり、且つ素早く節電モードに移行することができる。

これに対して、放電回路２０４を作動させない場合、図４の（ｂ）に破線で示すように、出力電圧Ｖ_０は緩やかに低下する。このとき、図４の（ｃ）に破線で示すように、パルス制御回路１０３の電源電圧Ｖｃｃが動作停止電圧以下になって上述した変動を発生し、複写機１０がシステムダウンする可能性がある。

（実施の形態１の制御）
図５は実施の形態１の制御のフローチャートである。図２を参照して図５に示すように、ＣＰＵ１２１は、節電モードへの移行指令があると（Ｓ２０１のＹＥＳ）、監視回路２０５をＯＮし（Ｓ２０２）、目標電圧を２４Ｖから１２Ｖへ切替える（Ｓ２０３）。ＣＰＵ１２１は、トランスＴ１０１の発振停止期間Ｔのタイムカウントを開始し（Ｓ２０４）、発振停止期間Ｔが閾値Ｔｍに達するまで（Ｓ２０５のＹＥＳ）、監視回路２０５により発振再開か否かを判断する（Ｓ２０６）。

ＣＰＵ１２１は、トランスＴ１０１が発振再開すると（Ｓ２０６のＹＥＳ）、監視回路２０５をＯＦＦし（Ｓ２１２）、タイムカウントをリセットして（Ｓ２１３）、節電モードを開始する（Ｓ２１４）。

ＣＰＵ１２１は、トランスＴ１０１の発振停止期間Ｔが閾値Ｔｍに達すると（Ｓ２０５のＮＯ）、放電回路２０４を作動させ（Ｓ２０９）、監視回路２０５により発振再開か否かを判断する（Ｓ２１０）。

ＣＰＵ１２１は、トランスＴ１０１が発振再開すると（Ｓ２１０のＹＥＳ）、監視回路２０５をＯＦＦし（Ｓ２１２）、タイムカウントをリセットして（Ｓ２１３）、節電モードを開始する（Ｓ２１４）。

（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、トランスＴ１０１のスイッチングを制御するパルス制御回路１０３を監視し、スイッチングが所定時間停止すると第１電圧から第２電圧に切替わる過渡状態と判断して出力電圧Ｖ_０に接続された放電回路２０４を作動させる。このため、出力電圧Ｖ_０を低下させる過渡状態において、パルス制御回路１０３の電源電圧Ｖｃｃを過剰に低下させないで済む。

＜その他の実施の形態＞
本発明のシート積載装置は、実施の形態１で説明した具体的な構成及び制御には限定されない。実施の形態１の構成の一部又は全部を等価な部材に置き換えた別の実施の形態でも実施可能である。実施の形態１では、パルス制御回路１０３を用いた他励発振型の電源回路の例を説明したが、自励発振型の電源回路で実施してもよい。フィードバック回路はフォトカプラを使用して一次側のパルス電流を検知するものには限らない。コンデンサＣ２０１の電圧を計測して基準電圧と比較する回路を使用してもよい。

実施の形態１では、トランスＴ１０４の一次側に一次側電源回路２０２を配置し、二次側にフィードバック回路２０３等を配置した実施の形態を説明した。しかし、本発明は、このような実施の形態には限らず、スイッチング回路を作動させてコンデンサＣ２０１を充電し、コンデンサＣ２０１から負荷へ電力供給する、様々なスイッチン回路の電源回路において実施可能である。

実施の形態１では、複写機に搭載された電源装置の実施例を説明したが、電源装置を装備する電子機器は複写機には限らない。節電モードを有する種々の電子機器において実施可能である。例えば、インクジェットプリンタ、印刷機、プリンタ、ファクシミリ、複合機、シート処理装置、画像読取装置、パソコン、測定器、キャッシュレジスタ、券売機等であってもよい。

目標電圧の変更に伴って出力電圧を低下させる機会は、通常モードから節電モードへの移行時には限らない。通常モードの実行中において、必要に応じて電源電圧を低下させる電子機器の電源装置であってもよい。

１０：複写機、１０１：電源回路（スイッチング電源）、１０３：パルス制御回路（一次側回路）、１０４：ＤＣＤＣコンバータ、１０５：制御部（制御手段）、１０６：操作パネル、１０７：３．３Ｖ負荷（電力消費手段）、１０８：２４Ｖ負荷（電力消費手段）、１２１：ＣＰＵ（制御手段）、２０１：整流平滑回路、２０２：一次側電源回路、２０３：フィードバック回路（フィードバック手段）、２０４：放電回路（放電手段）、２０５：監視回路（監視手段）、２０６：ウォッチドッグタイマ、Ｃ１０１：コンデンサ、Ｃ１０２：コンデンサ、Ｃ２０１：コンデンサ（二次側回路）、ＰＣ１０１ａ：フォトカプラ、Ｑ１０１：トランジスタ（一次側回路）、Ｑ２０１：トランジスタ、ＲＣ２０１：ダイオード（二次側回路）、Ｔ１０１：トランス

Claims

負荷に出力電圧を供給する、スイッチング電源のコンデンサと、
前記コンデンサを放電可能な放電手段と、
前記出力電圧を第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧へ低下させる過程で前記放電手段を作動させる制御手段と、を備える、
ことを特徴とする電源装置。
前記制御手段は、前記第２電圧へ切替えた後に前記コンデンサの電圧が前記第２電圧以上の所定電圧に低下する前に所定時間が経過すると前記放電手段を作動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧が前記所定電圧まで低下すると前記放電手段を作動させない、
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
前記所定電圧は、前記第２電圧である、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電源装置。
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パルス電流を出力する一次側回路と、
前記一次側回路によりパルス電流を入力された前記トランスの二次側で負荷に供給する前記出力電圧を生成して前記コンデンサに充電する二次側回路と、を備える、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電源装置。
前記一次側回路が出力するパルス電流に応じた信号を監視する監視手段を備え、
前記制御手段は、前記監視手段の出力に基づいて前記所定時間を判断する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
前記監視手段は、前記一次側回路が出力するパルス電流に応じて作動するフォトカプラを有し、
前記制御手段は、前記フォトカプラの出力に基づいて前記所定時間を判断する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電源装置。