JP2020078218A

JP2020078218A - 電子機器

Info

Publication number: JP2020078218A
Application number: JP2018211844A
Authority: JP
Inventors: 和広 ▲高▼橋; Kazuhiro Takahashi
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2020-05-21

Abstract

【課題】スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップを抑制する電子機器を得る。【解決手段】電源部１１は、スリープ信号が第１動作モードを示す場合には電源電圧Ｖｃｃ１を第１電圧とし、スリープ信号が第２動作モードを示す場合には電源電圧Ｖｃｃ１を第１電圧より低い第２電圧とする。メインコントローラー３１は、そのスリープ信号を供給する。電圧変化抑制部３２は、第１動作モードから第２動作モードへのモード切替において当該電子機器の消費電力が所定閾値以上である場合、（ａ）当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になるまで、電源電圧Ｖｃｃ１を所定の中間電圧以上とし、（ｂ）当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になると、電源電圧Ｖｃｃ１が第２電圧になるように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関するものである。

ある電子機器は、動作モードが通常モードから省電力モード（スリープモード）へ移行すると、電源電圧を、２４ボルトから１２ボルトに変更して、動作効率を向上させ消費電力を低減させている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１７−２１３０９号公報

しかしながら、例えば図４に示すように、上述の電子機器では、動作モードの切替タイミングＴｏにおいて、電子機器の消費電力（つまり電源の出力電流）が大きい場合、電源電圧にアンダーシュートが発生し、スリープモードでの電源電圧が基準電圧ＶＬ（上述の１２ボルト）より一時的に低くなってしまう。そのため、スリープモード移行時に、そのような電源電圧の一時的なドロップに起因して、電子機器の動作が不安定になる可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップを抑制する電子機器を得ることを目的とする。

本発明に係る電子機器は、スリープ信号が第１動作モードを示す場合には電源電圧を第１電圧とし、前記スリープ信号が第２動作モードを示す場合には前記電源電圧を前記第１電圧より低い第２電圧とする電源部と、前記スリープ信号を供給するメインコントローラーと、前記第１動作モードから前記第２動作モードへのモード切替において消費電力が所定閾値以上である場合、（ａ）消費電力が所定閾値未満になるまで、前記電源電圧を所定の中間電圧以上とし、（ｂ）消費電力が所定閾値未満になると、前記電源電圧が前記第２電圧になるように制御する電圧変化抑制部とを備える。

本発明によれば、スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップを抑制する電子機器が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す回路図である。図２は、図１に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧について説明するタイミングチャートである（１／２）。図３は、図１に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧について説明するタイミングチャートである（２／２）。図４は、スリープモード移行時に発生する電圧ドロップについて説明するタイミングチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す回路図である。図１に示す電子機器１は、例えばプリンター、複合機などといった画像形成装置であって、電源部１１と本体部１２とを備える。電源部１１は、本体部１２の電源であって、本体部１２に電源電圧を印加する。

電源部１１は、スリープ信号が第１動作モード（ここでは通常モード）を示す場合には電源電圧Ｖｃｃ１を第１電圧（ここでは２４ボルト）とし、スリープ信号が第２動作モード（ここではスリープモード）を示す場合には電源電圧Ｖｃｃ１を第１電圧より低い第２電圧（ここでは１２ボルト）とする。スリープ信号は、当該電子機器の動作モードを示す信号である。

この実施の形態では、電源部１１は、スイッチング電源を備える。図１に示すように、このスイッチング電源では、ダイオードブリッジＤＢの入力側が、商用電源に接続され、ダイオードブリッジＤＢの出力側に平滑用コンデンサーＣ１が設けられている。さらに、ダイオードブリッジＤＢの出力側にはトランスＴＲの１次側巻線が接続され、その１次側巻線に直列にスイッチング素子（ＦＥＴ（Field Effect Transistor）など）Ｑ１が接続されている。電源コントローラー２１は、例えば制御用ＩＣ（Integrated Circuit）であって、スイッチング素子Ｑ１を制御し、これにより、２次側の電源電圧を制御する。

さらに、トランスＴＲの２次側巻線には、整流平滑回路２２が設けられている。整流平滑回路２２は、ダイオードＤと平滑用コンデンサーＣ２とを備える。

整流平滑回路２２の次段には、定電圧ダイオードＺＤおよび分圧回路２３が設けられている。

分圧回路２３には、コンデンサーＣ３および切替回路２４が付加されている。コンデンサーＣ３は、モード切替時の電源電圧Ｖｃｃ１の変化速度を抑制するために設けられている。つまり、コンデンサーＣ３および分圧回路２３などの抵抗値に基づく時定数に応じて、モード切替時に電源電圧Ｖｃｃ１は徐々に変化する。切替回路２４は、スリープ信号に基づいて分圧回路２３の分圧比を切り替える。

この実施の形態は、図１に示すように、分圧回路２３は、抵抗Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２を備え、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値で分圧比が決定される。具体的には、コンデンサーＣ３および切替回路２４は、分圧回路２３のデフォルトの分圧比を決定する抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の一方に並列に接続されている。

定電圧ダイオードＺＤの逆電圧と分圧回路２３の分圧比とに従って、電源電圧Ｖｃｃ１の電圧値が設定される。

また、定電圧ダイオードＺＤに対して直列に抵抗ＲｓおよびフォトカプラーＰＣ１の発光側が接続されており、フォトカプラーＰＣ１の受光側が電源コントローラー２１に接続されている。電源コントローラー２１は、フォトカプラーＰＣ１を介してフィードバック制御を行い、定電圧ダイオードＺＤの逆電圧および分圧回路２３の分圧比に対応する電源電圧Ｖｃｃ１になるように、スイッチング素子Ｑ１を制御する。

この実施の形態は、図１に示すように、切替回路２４は、互いに直列に接続された抵抗Ｒ１３，Ｒ１４およびスイッチング素子Ｑ２（ここでは、Ｐ型トランジスター）を備える。

また、本体部１２には、メインコントローラー３１、電圧変化抑制部３２、および電流検出抵抗部３３が設けられている。

メインコントローラー３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロコンピューターなどを備え、本体部１２の内部装置（例えば、モーター、アクチュエーター、現像器などに高電圧を印加する高圧回路など）を制御するとともに、当該電子機器の動作モードを管理し、所定の条件に従って、動作モードを通常モードおよびスリープモードのうちの一方から他方に切り替える。メインコントローラー３１は、上述のスリープ信号を生成し供給する。ここでは、スリープ信号は２値信号であり、通常モードの場合、スリープ信号はハイレベルであり、スリープモードの場合スリープ信号はローレベルである。

電圧変化抑制部３２は、第１動作モード（ここでは通常モード）から第２動作モード（ここではスリープモード）へのモード切替において消費電力が所定閾値以上である場合、（ａ）消費電力が所定閾値未満になるまで、電源電圧Ｖｃｃ１を所定の中間電圧以上とし、（ｂ）消費電力が所定閾値未満になると、電源電圧Ｖｃｃ１が第２電圧になるように制御する。

この中間電圧は、第１電圧未満であり、かつ第２電圧より高く、例えば、第１電圧と第２電圧との平均値とされる。

電圧変化抑制部３２は、比較器ＣＭＰと、第２切替回路３２ａとを備える。比較器ＣＭＰは、例えばオペアンプであって、電流検出抵抗部３３の両端電圧と所定の基準値とを比較し、比較結果に応じた出力電圧を生成する。第２切替回路３２ａは、比較器ＣＭＰの出力電圧に基づいて分圧回路２３の分圧比を切り替える。

この実施の形態は、図１に示すように、第２切替回路３２ａは、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６およびスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４（ここでは、Ｐ型トランジスター）を備える。スイッチング素子Ｑ３は、スリープ信号に従ってオンオフし、スイッチング素子Ｑ４は、比較器ＣＭＰの出力電圧に従ってオンオフする。つまり、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の両方がオンである場合、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が分圧回路２３の抵抗Ｒ１１に、電気的に並列に接続される。

なお、この基準値は、抵抗Ｒ１７，Ｒ１８による分圧回路の分圧比および別系統（例えば、５ボルト系、３．３ボルト系など）の電源電圧Ｖｃｃ２の電圧値によって設定される。例えば、比較器ＣＭＰおよびメインコントローラー３１は、この別系統の電源電圧Ｖｃｃ２で動作する。

電流検出抵抗部３３は、当該電子機器の消費電力に対応する電源部１１のスイッチング電源の１次側電流を検出する。電流検出抵抗部３３にはその１次側電流が導通し、その１次側電流に応じた電流検出抵抗部３３の両端電圧が発生する。つまり、当該電子機器の消費電力が増加すると、電源部１１のスイッチング電源の１次側電流も増加するため、電流検出抵抗部３３の両端電圧から消費電力が特定できる。さらに、電流検出抵抗部３３は、サーミスターＴＨと、デジタルポテンショメータといった可変抵抗部ＶＲとを備える。可変抵抗部ＶＲは、モデル選択信号に応じた抵抗値を自己に設定する。モデル選択信号は、当該電子機器の機種を示す信号であって、メインコントローラー３１によって供給される。

このように、電流検出抵抗部３３の抵抗値は、温度および当該電子機器の機種の少なくとも一方に基づいて調整される。

さらに、電流検出抵抗部３３は、過電流検出のために使用され、電源コントローラー２１は、電流検出抵抗部３３の両端電圧に基づいて、スイッチング電源の過電流を検出する。

次に、本実施の形態に係る電子機器の動作について説明する。図２は、図１に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧Ｖｃｃ１について説明するタイミングチャートである（１／２）。図３は、図１に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧Ｖｃｃ１について説明するタイミングチャートである（２／２）。

当該電子機器の起動時、動作モードは、通常モードに設定される。例えば、所定のユーザー操作、所定時間長の無操作期間の検出などに起因して、動作モードが、通常モードからスリープモードへ切り替えられる。また、例えば、所定のユーザー操作の検出などに起因して、動作モードが、スリープモードから通常モードへ切り替えられる。

動作モードが通常モードからスリープモードへ切り替えられた場合（つまり、スリープ信号のレベルがハイレベルからローレベルに変更された場合）、図２に示すように、その時点Ｔｏで当該電子機器の消費電力が大きく電流検出抵抗部３３の両端電圧Ｖｓが所定閾値Ｖｔｈ以上であれば、電圧変化抑制部３２において、比較器ＣＭＰの出力電圧がローレベルになり、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が、分圧回路２３に電気的に接続され、分圧回路２３の分圧比が切り替えられる。また、切替回路２４の抵抗Ｒ１３，Ｒ１４が、分圧回路２３に電気的に接続され、分圧回路２３の分圧比が切り替えられる。

これにより、その分圧比に応じて電源電圧Ｖｃｃ１が中間電圧Ｖｉｎｔｅｒ（例えば１８ボルト）になるように制御される。

その後、当該電子機器の消費電力が小さくなり、電流検出抵抗部３３の両端電圧が所定閾値未満になると、電圧変化抑制部３２において、比較器ＣＭＰの出力電圧がハイレベルになり、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が、分圧回路２３から電気的に分離され、分圧回路２３の分圧比が切り替えられる。

これにより、その分圧比に応じて電源電圧Ｖｃｃ１が第２電圧ＶＬ（ここでは１２ボルト）になるように一時的に制御される。

一方、動作モードが通常モードからスリープモードへ切り替えられた場合（つまり、スリープ信号のレベルがハイレベルからローレベルに変更された場合）、図３に示すように、その時点で当該電子機器の消費電力が小さく電流検出抵抗部３３の両端電圧Ｖｓが所定閾値Ｖｔｈ未満であれば、電圧変化抑制部３２において、比較器ＣＭＰの出力電圧がハイレベルになり、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が、継続的に、分圧回路２３から電気的に分離された状態となる。他方、切替回路２４の抵抗Ｒ１３，Ｒ１４が、分圧回路２３に電気的に接続され、分圧回路２３の分圧比が切り替えられる。

これにより、その分圧比に応じて電源電圧Ｖｃｃ１がただちに第２電圧ＶＬ（ここでは１２ボルト）になるように制御される。

このように、当該電子機器の消費電力が小さい場合には、上述の電源電圧Ｖｃｃ１のドロップが発生しないため、電源電圧Ｖｃｃ１がただちに第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬになるように制御される。一方、当該電子機器の消費電力が大きい場合には、上述の電源電圧Ｖｃｃ１のドロップが発生する可能性があるため、まず、電源電圧Ｖｃｃ１が第１電圧ＶＨから中間電圧Ｖｉｎｔｅｒになるように制御され、その後、消費電力が減少すると、中間電圧Ｖｉｎｔｅｒから第２電圧ＶＬになるように制御される。

以上のように、上記実施の形態によれば、電源部１１は、スリープ信号が第１動作モードを示す場合には電源電圧Ｖｃｃ１を第１電圧ＶＨとし、スリープ信号が第２動作モードを示す場合には電源電圧Ｖｃｃ１を第１電圧ＶＨより低い第２電圧ＶＬとする。メインコントローラー３１は、そのスリープ信号を供給する。電圧変化抑制部３２は、第１動作モードから第２動作モードへのモード切替において当該電子機器の消費電力が所定閾値以上である場合、（ａ）当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になるまで、電源電圧Ｖｃｃ１を所定の中間電圧Ｖｉｎｔｅｒ以上とし、（ｂ）当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になると、電源電圧Ｖｃｃ１が第２電圧ＶＬになるように制御する。

これにより、スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップが抑制される。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態では、電圧変化抑制部３２は、本体部１２に設けられているが、電源部１１に設けられていてもよい。

本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。

１電子機器
１１電源部
３１メインコントローラー
３２電圧変化抑制部
３２ａ第２切替回路
３３電流検出抵抗部

Claims

スリープ信号が第１動作モードを示す場合には電源電圧を第１電圧とし、前記スリープ信号が第２動作モードを示す場合には前記電源電圧を前記第１電圧より低い第２電圧とする電源部と、
前記スリープ信号を供給するメインコントローラーと、
前記第１動作モードから前記第２動作モードへのモード切替において消費電力が所定閾値以上である場合、（ａ）消費電力が所定閾値未満になるまで、前記電源電圧を所定の中間電圧以上とし、（ｂ）消費電力が所定閾値未満になると、前記電源電圧が前記第２電圧になるように制御する電圧変化抑制部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
前記電源部は、前記電源電圧を設定する定電圧ダイオードおよび分圧回路と、前記スリープ信号に基づいて前記分圧回路の分圧比を切り替える切替回路と、前記分圧回路に付加されたコンデンサーとを備えることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
電流検出抵抗部をさらに備え、
前記電源部は、スイッチング電源であって、
前記消費電力に対応する前記スイッチング電源の１次側電流が前記電流検出抵抗部を導通し、
前記電圧変化抑制部は、前記電流検出抵抗部の両端電圧と所定の基準値とを比較する比較器と、前記比較器の出力電圧に基づいて前記分圧回路の分圧比を切り替える第２切替回路とを備えること、
を特徴とする請求項１または請求項２記載の電子機器。
前記電流検出抵抗部の抵抗値は、温度および当該電子機器の機種の少なくとも一方に基づいて調整されることを特徴とする請求項３記載の電子機器。