JP2020092547A - Power supply device and image formation device - Google Patents

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Abstract

To reduce power consumption in a low-power consumption mode while maintaining voltage accuracy of an output voltage.SOLUTION: A power supply device comprises: a first power supply 200 that converts an AC voltage into an output voltage 218 and outputs the output voltage 218; a second power supply 300 that converts the output voltage 218 outputted from the first power supply 200 into an output voltage 318 and outputs the output voltage 318 in a standby state, and that stops its operation in a sleep state; a third power supply 400 that stops its operation in the standby state, and that operates so as to perform constant voltage control of controlling the output voltage 318 to a target voltage when making a transition from the standby state to the sleep state; and a controller 500 that controls the first power supply 200 so that the output voltage 218 becomes 24 V in the standby state, and controls the first power supply 200 so that the output voltage 218 becomes 5.2 V in the sleep state.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、特に低消費電力モード時の消費電力の低減を図る技術に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for reducing power consumption in a low power consumption mode.

プリンタ等のスリープ状態の消費電力を低減するために、次のような電源装置が提案されている。同期整流方式の降圧型ＤＣＤＣコンバータへの入力電圧を下げ、ハイサイドＦＥＴのオンデューティを１００％にし、入力電圧をそのまま出力することでＤＣＤＣコンバータのスイッチング損失を低減する電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In order to reduce power consumption in a sleep state of a printer or the like, the following power supply device has been proposed. A power supply device has been proposed which reduces the switching loss of the DCDC converter by lowering the input voltage to the synchronous rectification step-down DCDC converter, setting the on-duty of the high-side FET to 100%, and outputting the input voltage as it is ( For example, see Patent Document 1).

特開２０１０−１４２０７１号公報JP, 2010-142071, A

しかしながら、ＤＣＤＣコンバータの負荷電流が非常に小さい低消費電力モードでは、電源装置全体の消費電力に対してＤＣＤＣコンバータにおける制御部の消費電力が占める割合が大きくなってしまうという課題がある。このため、出力電圧の電圧精度を維持しつつ、低消費電力モードにおける消費電力を低減することが求められている。 However, in the low power consumption mode in which the load current of the DCDC converter is extremely small, there is a problem that the power consumption of the control unit in the DCDC converter becomes large in the power consumption of the entire power supply device. Therefore, it is required to reduce the power consumption in the low power consumption mode while maintaining the voltage accuracy of the output voltage.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、出力電圧の電圧精度を維持しつつ、低消費電力モードにおける消費電力を低減することを目的とする。 The present invention has been made under such a situation, and an object thereof is to reduce the power consumption in the low power consumption mode while maintaining the voltage accuracy of the output voltage.

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。 In order to solve the problems described above, the present invention has the following configurations.

（１）第１の状態と前記第１の状態よりも消費電力が低い第２の状態とで動作することが可能な電源装置であって、交流電圧を第１の直流電圧に変換し出力する第１の電源と、前記第１の状態において前記第１の電源から出力された前記第１の直流電圧を前記第１の直流電圧よりも低い第２の直流電圧に変換して出力し、前記第２の状態において動作を停止する第２の電源と、前記第１の状態において動作を停止しており、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移すると前記第２の直流電圧を目標電圧となるように定電圧制御するように動作する第３の電源と、前記第１の状態のときに前記第１の直流電圧が第１の電圧となるように前記第１の電源を制御し、前記第２の状態のときに前記第１の直流電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧となるように前記第１の電源を制御する第１の制御手段と、を備えたことを特徴とする電源装置。 (1) A power supply device capable of operating in a first state and a second state in which power consumption is lower than that in the first state, converting an AC voltage into a first DC voltage and outputting the first DC voltage. A first power supply, and the first direct current voltage output from the first power supply in the first state is converted into a second direct current voltage lower than the first direct current voltage and output, A second power supply that stops operating in the second state, and a second power source that stops operating in the first state and transitions from the first state to the second state to target the second DC voltage. A third power supply that operates so as to perform constant voltage control so that the first direct current voltage becomes the first voltage in the first state, and controls the first power supply so that the first direct current voltage becomes the first voltage. A first control means for controlling the first power supply so that the first DC voltage becomes a second voltage lower than the first voltage in the second state. A power supply device characterized by the above.

（２）記録材に画像を形成する画像形成部と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image on a recording material; and the power supply device according to (1) above.

本発明によれば、出力電圧の電圧精度を維持しつつ、低消費電力モードにおける消費電力を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption in the low power consumption mode while maintaining the voltage accuracy of the output voltage.

実施例１、２のレーザビームプリンタの概略図Schematic diagram of the laser beam printers of Examples 1 and 2 実施例１の電源装置の概略図Schematic of the power supply device of Example 1 実施例１の第１の電源の回路構成図Circuit configuration diagram of the first power supply of Example 1 実施例１の第２の電源及び第３の電源の回路構成図Circuit configuration diagram of the second power supply and the third power supply of the first embodiment 実施例１のスタンバイ、スリープ間の遷移を示すタイミングチャートTiming chart showing transition between standby and sleep in the first embodiment 実施例２の電源装置の概略図Schematic of the power supply device of Example 2 実施例２の第３の電源の回路構成図Circuit configuration diagram of a third power supply according to the second embodiment 実施例２のスタンバイ、スリープ間の遷移を示すタイミングチャートTiming chart showing transition between standby and sleep in the second embodiment

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、実施例１の電源装置１０８を画像形成装置に適用した場合について、図１から図４を参照しながら説明する。なお、本発明の電源装置は、動作状態、待機状態、及び給紙状態を有する他の装置に適用してもよい。 Hereinafter, a case where the power supply device 108 according to the first embodiment is applied to an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The power supply device of the present invention may be applied to other devices having an operating state, a standby state, and a paper feeding state.

［レーザビームプリンタの説明］
図１に画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００という）は、感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３を備えている。感光ドラム１０１は、静電潜像が形成される像担持体である。帯電部１０２は、感光ドラム１０１を一様に帯電する。現像部１０３は、感光ドラム１０１に形成された静電潜像をトナーにより現像することでトナー像を形成する。感光ドラム１０１上（像担持体上）に形成されたトナー像をカセット１０４から供給された記録材としてのシートＰに転写部１０５によって転写し、シートＰに転写した未定着のトナー像を定着器１０６によって定着してトレイ１０７に排出する。この感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３、転写部１０５が画像形成部である。また、プリンタ１００は、電源装置１０８を備え、電源装置１０８からモータ等の駆動部と制御部５００へ電力を供給している。制御部５００は、ＣＰＵ（不図示）を有しており、画像形成部による画像形成動作やシートＰの搬送動作等を制御している。ＣＰＵの要求電圧精度から、実施例１の電圧精度の規格は、例えば５Ｖ±５％（Ｖｍｉｎ＝４．７５Ｖ〜Ｖｍａｘ＝５．２５Ｖ）とする。プリンタ１００は、プリント動作を終了させると所定時間が経過した後、プリント動作をすぐに実行できるスタンバイ状態に遷移する。更に所定時間が経過した後、プリンタ１００は待機時の消費電力を低減するため、スタンバイ状態から低消費電力モードであるスリープ状態に遷移する。プリンタ１００は第２の状態であるスリープ状態、第１の状態であるスタンバイ状態、プリント状態の３つの状態を持ち、制御部５００がそれぞれの状態に遷移させる。なお、本発明の電源装置を適用することができる画像形成装置は、図１に例示された構成に限定されない。 [Description of laser beam printer]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser beam printer as an example of an image forming apparatus. The laser beam printer 100 (hereinafter referred to as the printer 100) includes a photosensitive drum 101, a charging unit 102, and a developing unit 103. The photosensitive drum 101 is an image carrier on which an electrostatic latent image is formed. The charging unit 102 uniformly charges the photosensitive drum 101. The developing unit 103 forms a toner image by developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 101 with toner. The toner image formed on the photosensitive drum 101 (on the image carrier) is transferred to the sheet P as a recording material supplied from the cassette 104 by the transfer unit 105, and the unfixed toner image transferred to the sheet P is fixed by the fixing device. It is fixed by 106 and discharged onto the tray 107. The photosensitive drum 101, the charging unit 102, the developing unit 103, and the transfer unit 105 are image forming units. The printer 100 also includes a power supply device 108, and supplies power from the power supply device 108 to a drive unit such as a motor and the control unit 500. The control unit 500 has a CPU (not shown) and controls the image forming operation by the image forming unit, the conveying operation of the sheet P, and the like. From the required voltage accuracy of the CPU, the voltage accuracy standard of the first embodiment is, for example, 5V±5% (Vmin=4.75V to Vmax=5.25V). When the printing operation is completed, the printer 100 transitions to a standby state in which the printing operation can be immediately executed after a predetermined time has elapsed. After a further predetermined time has elapsed, the printer 100 transitions from the standby state to the sleep state, which is a low power consumption mode, in order to reduce the power consumption during standby. The printer 100 has three states, that is, a sleep state which is a second state, a standby state which is a first state, and a print state, and the control unit 500 makes transition to each state. The image forming apparatus to which the power supply device of the present invention can be applied is not limited to the configuration illustrated in FIG.

［電源装置の説明］
図２に電源装置１０８の概略構成の一例を示す。交流電源１１０から入力された交流電圧は、第１の電源２００（以下、ＡＣＤＣコンバータ２００という）に入力され、ＡＣＤＣコンバータ２００によって第１の直流電圧である直流出力電圧２１８（以下、出力電圧２１８という）に変換され降圧される。出力電圧２１８は、第２の電源３００（以下、ＤＣＤＣコンバータ３００という）に入力され、ＤＣＤＣコンバータ３００によって第２の直流電圧である直流出力電圧３１８（以下、出力電圧３１８という）に降圧される。第３の電源４００（以下、レギュレータ４００という）は、ＤＣＤＣコンバータ３００の入出力間に接続されている。ロードスイッチ（以下、ロードＳＷと表記する）６００には、出力電圧３１８が入力されており、ロードＳＷ６００のスイッチ素子をオン状態（接続状態）又はオフ状態（非接続状態）にすることで、負荷への出力電圧５１８の出力を制御している。第１の制御手段である制御部５００は、ＡＣＤＣコンバータ２００、ＤＣＤＣコンバータ３００、ロードＳＷ６００と電気的に接続されており、それぞれに信号を出力することにより制御している。ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１は、ＡＣＤＣコンバータ２００に入力されており、出力電圧２１８の目標電圧を切り替えるための信号である。ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１は、ＤＣＤＣコンバータ３００に入力されており、ＤＣＤＣコンバータ３００の動作、停止を制御するための信号である。ロードＳＷ制御信号７０１は、ロードＳＷ６００に入力されており、出力電圧５１８の出力を制御するための信号である。制御部５００には、電源として出力電圧３１８が供給されている。 [Explanation of power supply]
FIG. 2 shows an example of a schematic configuration of the power supply device 108. An AC voltage input from the AC power supply 110 is input to a first power supply 200 (hereinafter referred to as an ACDC converter 200), and the ACDC converter 200 outputs a DC output voltage 218 that is a first DC voltage (hereinafter referred to as an output voltage 218). ) Is converted to step down. The output voltage 218 is input to the second power supply 300 (hereinafter referred to as the DCDC converter 300), and is stepped down by the DCDC converter 300 to the DC output voltage 318 (hereinafter referred to as the output voltage 318) that is the second DC voltage. The third power source 400 (hereinafter referred to as the regulator 400) is connected between the input and output of the DCDC converter 300. An output voltage 318 is input to a load switch (hereinafter, referred to as a load SW) 600, and a load is generated by turning a switch element of the load SW 600 into an on state (a connected state) or an off state (a disconnected state). The output of the output voltage 518 is controlled. The control unit 500, which is the first control unit, is electrically connected to the ACDC converter 200, the DCDC converter 300, and the load SW 600, and controls by outputting signals to each. The ACDC converter output voltage switching signal 201 is input to the ACDC converter 200 and is a signal for switching the target voltage of the output voltage 218. The DCDC converter start signal 301 is input to the DCDC converter 300, and is a signal for controlling the operation and stop of the DCDC converter 300. The load SW control signal 701 is input to the load SW 600 and is a signal for controlling the output of the output voltage 518. The output voltage 318 is supplied to the control unit 500 as a power source.

［ＡＣＤＣコンバータ２００の説明］
図３にＡＣＤＣコンバータ２００の回路構成の一例を示す。ＡＣＤＣコンバータ２００の回路構成を説明する。交流電源１１０から入力された交流電圧は、回路保護用の電流ヒューズ２０３と整流ダイオードブリッジ２０４を介して全波整流され、１次平滑コンデンサ２０５（以下、平滑コンデンサ２０５という）により平滑され直流電圧となる。更に、平滑コンデンサ２０５に充電された直流電圧は、起動抵抗２０６を介し、電源ＩＣ２０９のＳＴ端子に供給され、電源ＩＣ２０９の起動電圧に達すると、電源ＩＣ２０９が起動する。電源ＩＣ２０９は、スイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと表記する）２０７の制御手段である。電源ＩＣ２０９が起動すると、電源ＩＣ２０９は、ＤＲＶ端子から抵抗２１０を介してＦＥＴ２０７のゲート端子にＦＥＴ２０７を駆動するためのパルス信号を出力する。パルス信号がハイレベルとなっている期間において、ＦＥＴ２０７が導通状態になると、トランス２０８の１次巻線Ｎｐの両端に平滑コンデンサ２０５の直流電圧が印加される。このとき、トランス２０８の２次巻線Ｎｓ側にも電圧が誘起されるが、ダイオード２１６のアノード側を負とする電圧であるため、ダイオード２１６は導通状態とならず、トランス２０８の２次側にエネルギーは伝達されない。同様に、トランス２０８の補助巻線Ｎｂ側にも電圧が誘起されるが、ダイオード２１１のアノード側を負とする電圧であるため、ダイオード２１１は導通状態とはならず、補助巻線Ｎｂにもエネルギーは伝達されない。したがって、トランス２０８の１次巻線Ｎｐを流れる電流はトランス２０８の励磁電流だけで、トランス２０８には励磁電流の２乗に比例したエネルギーが蓄積される。なお、励磁電流は時間に比例して増大する。 [Description of ACDC Converter 200]
FIG. 3 shows an example of the circuit configuration of the ACDC converter 200. The circuit configuration of the ACDC converter 200 will be described. The AC voltage input from the AC power supply 110 is full-wave rectified through a circuit protection current fuse 203 and a rectifying diode bridge 204, and smoothed by a primary smoothing capacitor 205 (hereinafter referred to as a smoothing capacitor 205) to obtain a DC voltage. Become. Further, the DC voltage charged in the smoothing capacitor 205 is supplied to the ST terminal of the power supply IC 209 via the starting resistor 206, and when the starting voltage of the power supply IC 209 is reached, the power supply IC 209 is started. The power supply IC 209 is a control unit of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 207 that is a switching element. When the power supply IC 209 is activated, the power supply IC 209 outputs a pulse signal for driving the FET 207 from the DRV terminal to the gate terminal of the FET 207 via the resistor 210. When the FET 207 becomes conductive while the pulse signal is at the high level, the DC voltage of the smoothing capacitor 205 is applied to both ends of the primary winding Np of the transformer 208. At this time, a voltage is also induced on the secondary winding Ns side of the transformer 208, but since the voltage is negative on the anode side of the diode 216, the diode 216 does not become conductive, and the secondary side of the transformer 208 is not conductive. Energy is not transmitted to. Similarly, a voltage is also induced on the auxiliary winding Nb side of the transformer 208, but since the anode side of the diode 211 is a negative voltage, the diode 211 does not become conductive and the auxiliary winding Nb is also turned on. Energy is not transmitted. Therefore, the current flowing through the primary winding Np of the transformer 208 is only the exciting current of the transformer 208, and energy proportional to the square of the exciting current is accumulated in the transformer 208. The exciting current increases in proportion to time.

次に、電源ＩＣ２０９のＤＲＶ端子からローレベルのパルス信号が出力されると、パルス信号のローレベルの期間において、ＦＥＴ２０７は導通状態から非導通状態となる。ＦＥＴ２０７が非導通状態になると、トランス２０８の各巻線には、ＦＥＴ２０７が導通状態のときとは逆極性の電圧が誘起される。その結果、トランス２０８の２次巻線Ｎｓには、ダイオード２１６のアノード側を正とする電圧が誘起され、ダイオード２１６が導通状態となる。そして、トランス２０８に蓄積されたエネルギーが、整流平滑回路を構成するダイオード２１６及び平滑コンデンサ２１７によって整流、平滑され、直流電圧として出力電圧２１８が出力される。また、補助巻線Ｎｂには、ダイオード２１１のアノード側を正とする電圧が誘起され、ダイオード２１１が導通状態となる。そして、ダイオード２１１を介してコンデンサ２１３が充電され、コンデンサ２１３に充電された直流電圧は電源ＩＣ２０９のＶＣＣ端子に供給される。 Next, when a low-level pulse signal is output from the DRV terminal of the power supply IC 209, the FET 207 changes from the conductive state to the non-conductive state during the low level period of the pulse signal. When the FET 207 becomes non-conductive, a voltage having the opposite polarity to that when the FET 207 is conductive is induced in each winding of the transformer 208. As a result, a voltage whose anode side of the diode 216 is positive is induced in the secondary winding Ns of the transformer 208, and the diode 216 becomes conductive. Then, the energy stored in the transformer 208 is rectified and smoothed by the diode 216 and the smoothing capacitor 217 that form the rectifying and smoothing circuit, and the output voltage 218 is output as a DC voltage. In addition, a voltage whose anode side of the diode 211 is positive is induced in the auxiliary winding Nb, and the diode 211 becomes conductive. Then, the capacitor 213 is charged via the diode 211, and the DC voltage charged in the capacitor 213 is supplied to the VCC terminal of the power supply IC 209.

出力電圧２１８の電圧制御について、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がオフ（ローレベル）の場合について説明する。ＡＣＤＣコンバータ２００では、出力電圧２１８の電圧制御は次のように行われる。まず、トランス２０８の２次側に生成された出力電圧２１８は、直列に接続されたレギュレーション抵抗２２３、抵抗２２４及び抵抗２２６によって分圧され、シャントレギュレータ２２５のＲＥＦ端子に入力される。そして、シャントレギュレータ２２５のＲＥＦ端子に入力された電圧レベルに応じたフィードバック信号がシャントレギュレータ２２５のＫ端子から出力される。シャントレギュレータ２２５のＫ端子は、フォトカプラ２１５のフォトダイオード２１５ａと接続されている。また、フォトカプラ２１５のフォトトランジスタ２１５ｂは電源ＩＣ２０９のＦＢ端子に接続されている。シャントレギュレータ２２５のＫ端子から出力されたフィードバック信号は、フォトカプラ２１５を介して、電源ＩＣ２０９のＦＢ端子に入力される。抵抗２２１は、フォトカプラ２１５のフォトダイオード２１５ａ（ＬＥＤ）に流れる電流を制限するための抵抗である。そして、電源ＩＣ２０９は、ＦＢ端子から入力されたフィードバック信号に基づいて、ＤＲＶ端子からパルス信号を出力し、ＦＥＴ２０７のスイッチング制御を行うことで、出力電圧２１８の安定した制御を行うことができる。電源ＩＣ２０９のＧＮＤ端子は平滑コンデンサ２０５の低電位側に接続されている。なお、図１中の電源ＩＣ２０９の内の符号は、各端子の名称である。 The voltage control of the output voltage 218 will be described when the ACDC converter output voltage switching signal 201 is off (low level). In the ACDC converter 200, the voltage control of the output voltage 218 is performed as follows. First, the output voltage 218 generated on the secondary side of the transformer 208 is divided by the regulation resistor 223, the resistor 224, and the resistor 226 connected in series, and is input to the REF terminal of the shunt regulator 225. Then, a feedback signal corresponding to the voltage level input to the REF terminal of the shunt regulator 225 is output from the K terminal of the shunt regulator 225. The K terminal of the shunt regulator 225 is connected to the photodiode 215 a of the photocoupler 215. The phototransistor 215b of the photocoupler 215 is connected to the FB terminal of the power supply IC 209. The feedback signal output from the K terminal of the shunt regulator 225 is input to the FB terminal of the power supply IC 209 via the photo coupler 215. The resistor 221 is a resistor for limiting the current flowing through the photodiode 215a (LED) of the photocoupler 215. Then, the power supply IC 209 outputs a pulse signal from the DRV terminal based on the feedback signal input from the FB terminal and controls the switching of the FET 207, so that the output voltage 218 can be stably controlled. The GND terminal of the power supply IC 209 is connected to the low potential side of the smoothing capacitor 205. The symbols in the power supply IC 209 in FIG. 1 are the names of the terminals.

出力電圧２１８の電圧は、スタンバイ状態及びプリント状態に必要な電圧とスリープ状態に必要な電圧の２種類あり、出力電圧２１８の電圧は、それぞれの状態で切り替えることができる。スリープ状態で出力電圧２１８を切り替える理由は、スリープ状態ではモータ等の駆動部や画像形成部を駆動させる必要がなく、スリープ時に必要な電圧のみ出力できれば良いためである。そのため、出力電圧２１８の目標電圧をできるだけ出力電圧３１８の目標電圧に近い値に設定し、電源装置１０８の効率を向上させている。また、出力電圧２１８は、ロードＳＷ（不図示）を介して、モータ等の駆動部や画像形成部である感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３、転写部１０５と電気的に接続されている。ロードＳＷ（不図示）は、スタンバイ状態及びプリント状態にオン状態となり、モータ等の駆動部や画像形成部へ電力供給を行い、スリープ状態にオフ状態となり、消費電力を低減している。 There are two types of output voltage 218, a voltage required for the standby state and the printing state, and a voltage required for the sleep state, and the voltage of the output voltage 218 can be switched in each state. The reason why the output voltage 218 is switched in the sleep state is that it is not necessary to drive a drive unit such as a motor or an image forming unit in the sleep state, and it is sufficient to output only the voltage required in the sleep state. Therefore, the target voltage of the output voltage 218 is set to a value as close to the target voltage of the output voltage 318 as possible to improve the efficiency of the power supply device 108. In addition, the output voltage 218 is electrically connected to the photosensitive drum 101, the charging unit 102, the developing unit 103, and the transfer unit 105, which are a driving unit such as a motor and an image forming unit, via a load SW (not shown). There is. A load SW (not shown) is turned on in a standby state and a print state, supplies power to a drive unit such as a motor and an image forming unit, and is turned off in a sleep state to reduce power consumption.

（出力電圧２１８の切り替え制御）
出力電圧２１８の目標電圧の切り替え制御は次のように行われる。まず、プリンタ１００のスタンバイ状態及びプリント状態において、電源装置１０８は出力電圧２１８をモータ等の駆動部や画像形成部へ供給している。このとき、制御部５００はハイレベルのＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１を出力し、抵抗２２８と抵抗２２９とで分圧された電圧がＦＥＴ２２７のゲートへ供給される。すると、ＦＥＴ２２７がオンして、ＦＥＴ２２７のドレイン‐ソース間が導通するので、抵抗２２６が無視できる状態となる。このため、出力電圧２１８は、レギュレーション抵抗２２３及び抵抗２２４によって分圧され、シャントレギュレータ２２５のＲＥＦ端子に入力される。シャントレギュレータ２２５のＲＥＦ電圧をＶｒｅｆ、レギュレーション抵抗２２３の抵抗値をＲ２２３、抵抗２２４の抵抗値をＲ２２４、抵抗２２６の抵抗値をＲ２２６、計算の簡略化のためＦＥＴ２２７のオン抵抗を無視できる程小さいものとする。スタンバイ状態及びプリント状態における出力電圧２１８（Ｖ２４Ｖ）は、以下の式（１）で表される。 (Switching control of output voltage 218)
The switching control of the target voltage of the output voltage 218 is performed as follows. First, in the standby state and the printing state of the printer 100, the power supply device 108 supplies the output voltage 218 to a driving unit such as a motor and an image forming unit. At this time, the control unit 500 outputs a high-level ACDC converter output voltage switching signal 201, and the voltage divided by the resistors 228 and 229 is supplied to the gate of the FET 227. Then, the FET 227 is turned on, and the drain-source of the FET 227 becomes conductive, so that the resistance 226 becomes a negligible state. Therefore, the output voltage 218 is divided by the regulation resistor 223 and the resistor 224 and input to the REF terminal of the shunt regulator 225. The REF voltage of the shunt regulator 225 is Vref, the resistance value of the regulation resistor 223 is R 223 , the resistance value of the resistor 224 is R 224 , the resistance value of the resistor 226 is R 226 , and the ON resistance of the FET 227 can be ignored for simplification of calculation. It should be small. The output voltage 218 (V 24V ) in the standby state and the print state is represented by the following equation (1).

Figure 2020092547
具体的な数値の設定例として、Ｖ２４Ｖ＝２４Ｖとする。
Figure 2020092547
 As an example of setting a specific numerical value, V 24V =24V.

またプリンタ１００のスリープ状態において、制御部５００がローレベル（０Ｖ）のＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１を出力すると、ＦＥＴ２２７がオフしてＦＥＴ２２７のドレイン‐ソース間が非導通となる。このため、抵抗２２６が電気的に無視できない状態となる。計算の簡略化のためＦＥＴ２２７のオフ時に流れる電流を０Ａとすると、スリープ状態における出力電圧２１８（Ｖ５Ｖ）は、以下の式（２）で表される。 Further, when the control unit 500 outputs the ACDC converter output voltage switching signal 201 of low level (0 V) in the sleep state of the printer 100, the FET 227 is turned off and the drain-source of the FET 227 becomes non-conductive. Therefore, the resistor 226 is in a state that cannot be electrically ignored. Assuming that the current flowing when the FET 227 is off is 0 A for simplification of the calculation, the output voltage 218 (V 5V ) in the sleep state is represented by the following equation (2).

Figure 2020092547
具体的な数値の設定例として、Ｖ５Ｖ＝５．２Ｖとする。以上のように、ＡＣＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８は、制御部５００から出力されるＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がハイレベルのときには第１の電圧であるＶ２４Ｖに、ローレベルのときには第２の電圧であるＶ５Ｖに切り替わる。
Figure 2020092547
 As an example of setting a specific numerical value, V 5V =5.2V. As described above, the output voltage 218 of the ACDC converter 200 is the first voltage V 24V when the ACDC converter output voltage switching signal 201 output from the control unit 500 is at high level, and the second voltage when it is at low level. The voltage is switched to V 5V .

［ＤＣＤＣコンバータ３００の説明］
図４に降圧型ＤＣＤＣコンバータ３００、レギュレータ４００の内部回路の一例を示す。降圧型ＤＣＤＣコンバータ３００（以下、ＤＣＤＣコンバータ３００という）の回路構成を説明する。ＤＣＤＣコンバータ３００は、スイッチング素子であるＮチャンネルハイサイドＦＥＴ３６０（以下、ハイサイドＦＥＴ３６０という）をオンしている間は、インダクタ３５２を介してコンデンサ３５３に電流が流れる。一方、ハイサイドＦＥＴ３６０をオフしている間は、インダクタ３５２に蓄えられたエネルギーがＮチャンネルローサイドＦＥＴ３５１（以下、ローサイドＦＥＴ３５１という）を介して出力される。なお、ハイサイドＦＥＴ３６０はＰチャンネルＦＥＴ、ローサイドＦＥＴ３５１はＰチャンネルＦＥＴ又は整流ダイオードであっても良い。 [Description of DCDC Converter 300]
FIG. 4 shows an example of internal circuits of the step-down DCDC converter 300 and the regulator 400. The circuit configuration of the step-down DCDC converter 300 (hereinafter referred to as the DCDC converter 300) will be described. In the DCDC converter 300, a current flows through the inductor 352 to the capacitor 353 while the N-channel high-side FET 360 (hereinafter, referred to as the high-side FET 360) that is a switching element is turned on. On the other hand, while the high-side FET 360 is off, the energy stored in the inductor 352 is output via the N-channel low-side FET 351 (hereinafter referred to as the low-side FET 351). The high side FET 360 may be a P channel FET and the low side FET 351 may be a P channel FET or a rectifying diode.

第３の制御手段である電源ＩＣ３５８は、ＰＷＭ制御によってハイサイドＦＥＴ３６０、ローサイドＦＥＴ３５１を交互にオンさせる。これにより電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８をフィードバックしながら、目標電圧になるようにハイサイドＦＥＴ３６０とローサイドＦＥＴ３５１のオンデューティを制御している。ＶＣＣ端子は、電源ＩＣ３５８の電源端子であり、出力電圧２１８が入力されている。ＤＲＶＨ端子は、抵抗３５９を介してハイサイドＦＥＴ３６０のゲート端子に接続されている。ＤＲＶＬ端子は、抵抗３６１を介して、ローサイドＦＥＴ３５１のゲート端子に接続されている。ＦＢ端子は、出力電圧３１８を抵抗３５４と抵抗３５５で分圧した電圧が入力されている。電源ＩＣ３５８は、ＦＢ端子に入力された電圧と電源ＩＣ３５８の内部の基準電圧とを比較し、出力電圧３１８が目標電圧になるようにＤＲＶＨ端子とＤＲＶＬ端子に駆動信号を出力している。電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８が目標電圧よりも低い場合はハイサイドＦＥＴ３６０のオンデューティが高くなるようにＤＲＶＨ端子に駆動信号を出力する。電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８が目標電圧よりも高い場合はローサイドＦＥＴ３５１のオンデューティが高くなるようにＤＲＶＬ端子に駆動信号を出力する。ＥＮ端子は、電源ＩＣ３５８の起動及び停止を制御する端子である。ＥＮ端子にハイレベルのＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１が入力されると、電源ＩＣ３５８は起動し、ＥＮ端子にローレベルのＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１が入力されると、電源ＩＣ３５８は停止する。ＥＮ端子には、抵抗３３０を介してＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１が入力される。 The power supply IC 358 that is the third control means alternately turns on the high-side FET 360 and the low-side FET 351 by PWM control. As a result, the power supply IC 358 controls the on-duty of the high-side FET 360 and the low-side FET 351 so as to reach the target voltage while feeding back the output voltage 318. The VCC terminal is a power supply terminal of the power supply IC 358, to which the output voltage 218 is input. The DRVH terminal is connected to the gate terminal of the high side FET 360 via the resistor 359. The DRVL terminal is connected to the gate terminal of the low-side FET 351 via the resistor 361. A voltage obtained by dividing the output voltage 318 by the resistors 354 and 355 is input to the FB terminal. The power supply IC 358 compares the voltage input to the FB terminal with the reference voltage inside the power supply IC 358, and outputs a drive signal to the DRVH terminal and the DRVL terminal so that the output voltage 318 becomes the target voltage. When the output voltage 318 is lower than the target voltage, the power supply IC 358 outputs a drive signal to the DRVH terminal so that the on-duty of the high side FET 360 becomes high. The power supply IC 358 outputs a drive signal to the DRVL terminal so that the on-duty of the low-side FET 351 becomes high when the output voltage 318 is higher than the target voltage. The EN terminal is a terminal that controls starting and stopping of the power supply IC 358. When the high-level DCDC converter start signal 301 is input to the EN terminal, the power supply IC 358 is started, and when the low-level DCDC converter start signal 301 is input to the EN terminal, the power supply IC 358 is stopped. The DCDC converter activation signal 301 is input to the EN terminal via the resistor 330.

ＤＣＤＣコンバータ３００によって制御される出力電圧３１８をＶ５Ｖ＿ＤＣＤＣ、電源ＩＣ３５８内部の基準電圧をＶＦＢ（ＤＣＤＣ）、抵抗３５４、抵抗３５５の抵抗値をそれぞれＲ３５４、Ｒ３５５とする。出力電圧３１８であるＶ５Ｖ＿ＤＣＤＣは、以下の式（３）で表される電圧になるように制御される。 The output voltage 318 controlled by the DCDC converter 300 is V 5V_DCDC , the reference voltage inside the power supply IC 358 is V FB (DCDC) , and the resistance values of the resistor 354 and the resistor 355 are R 354 and R 355 , respectively. The output voltage 318, V 5V_DCDC, is controlled to be a voltage represented by the following equation (3).

Figure 2020092547
具体的な数値の例として、Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖとする。
Figure 2020092547
 As an example of a specific numerical value, V 5V_DCDC =5.21V.

（入力電圧の違いによる出力電圧３１８の電力精度）
次に、入力電圧（ＡＣＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８）の違いによるＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８の電圧精度について説明する。入力電圧が高い場合（スタンバイ状態及びプリント状態）（出力電圧２１８（Ｖ２４Ｖ））は、入力電圧（２４Ｖ）と出力電圧（５．２１Ｖ）との電圧差が大きく、ＤＣＤＣコンバータ３００のオンデューティが低い。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ３００のスイッチング時のハイサイドＦＥＴ３６０のオフ期間が長い。そのため、電源ＩＣ３５８の内部にあるブートストラップ回路（不図示）内のコンデンサへの充電期間が十分あり、ハイサイドＦＥＴ３６０を駆動するのに必要な電圧まで昇圧することができ、ハイサイドＦＥＴ３６０を駆動することができる。つまり、入力電圧が高い場合では、ハイサイドＦＥＴ３６０を駆動できるため、出力電圧３１８を目標電圧に制御することができる。 (Power accuracy of output voltage 318 due to difference in input voltage)
Next, the voltage accuracy of the output voltage 318 of the DCDC converter 300 due to the difference in the input voltage (the output voltage 218 of the ACDC converter 200) will be described. When the input voltage is high (standby state and printing state) (output voltage 218 (V 24V )), the voltage difference between the input voltage (24V) and the output voltage (5.21V) is large, and the on-duty of the DCDC converter 300 is large. Low. That is, the off period of the high-side FET 360 during switching of the DCDC converter 300 is long. Therefore, the capacitor in the bootstrap circuit (not shown) inside the power supply IC 358 has a sufficient charging period, and the voltage can be boosted to a voltage required to drive the high side FET 360, which drives the high side FET 360. be able to. That is, when the input voltage is high, the high-side FET 360 can be driven, so that the output voltage 318 can be controlled to the target voltage.

一方、入力電圧が低い場合（スリープ状態）（出力電圧２１８（Ｖ５Ｖ））は、入力電圧（５．２Ｖ）と出力電圧（５．２１Ｖ）との差が小さく、ＤＣＤＣコンバータ３００のオンデューティが大きい。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ３００のスイッチング時のハイサイドＦＥＴ３６０のオフ期間が短い。そのため、電源ＩＣ３５８の内部にあるブートストラップ回路（不図示）内のコンデンサへの充電期間が不十分になり、ハイサイドＦＥＴ３６０を駆動するのに必要な電圧まで昇圧することができず、ハイサイドＦＥＴ３６０を十分に駆動することができない。つまり、入力電圧が低い場合では、ハイサイドＦＥＴ３６０を十分に駆動することができないため、出力電圧３１８を目標電圧に制御することができず、出力電圧がドロップしてしまう。また、ハイサイドＦＥＴ３６０のオンデューティを１００％で駆動するということは、ハイサイドＦＥＴ３６０のオフ期間がないことを意味する。このため、電源ＩＣ３５８の内部にあるブートストラップ回路（不図示）内のコンデンサへの充電ができず、新たに別電源回路が必要となってしまい、高価な電源ＩＣが必要となってしまう。また、安価な電源ＩＣでは、別電源回路を有していないため、ハイサイドＦＥＴ３６０の最大オンデューティに制限があるものが多い。実施例１では電源ＩＣ３５８の最大オンデューティの制限は、例えば８０％であると定義する。 On the other hand, when the input voltage is low (sleep state) (output voltage 218 (V 5V )), the difference between the input voltage (5.2V) and the output voltage (5.21V) is small and the on-duty of the DCDC converter 300 is small. large. That is, the off period of the high-side FET 360 during switching of the DCDC converter 300 is short. Therefore, the charging period of the capacitor in the bootstrap circuit (not shown) inside the power supply IC 358 becomes insufficient, and the voltage necessary to drive the high side FET 360 cannot be boosted. Can not be driven sufficiently. That is, when the input voltage is low, the high-side FET 360 cannot be driven sufficiently, so that the output voltage 318 cannot be controlled to the target voltage and the output voltage drops. Driving the high-side FET 360 at an on-duty of 100% means that the high-side FET 360 does not have an off period. Therefore, the capacitor in the bootstrap circuit (not shown) inside the power supply IC 358 cannot be charged, a separate power supply circuit is newly required, and an expensive power supply IC is required. In addition, since inexpensive power supply ICs do not have a separate power supply circuit, the maximum on-duty of the high side FET 360 is often limited. In the first embodiment, the limit of the maximum on-duty of the power supply IC 358 is defined to be 80%, for example.

このように最大オンデューティの制限がある電源ＩＣを用いる場合、入力電圧が低下し最大オンデューティの制限値（例えば８０％）に達すると、前述したようにハイサイドＦＥＴを１００％でオンすることができない。このため、出力電圧３１８がドロップしてしまい、要求される出力電圧３１８の電圧精度を満足することができない。そこで、ＤＣＤＣコンバータ３００とは別にレギュレータ４００を設けている。この場合、ＤＣＤＣコンバータ３００が最大オンデューティに達して出力電圧３１８がドロップしてしまう際に、レギュレータ４００を動作させて、出力電圧３１８のドロップを防いでいる。 When using a power supply IC having a maximum on-duty limit in this way, when the input voltage drops and reaches the maximum on-duty limit value (for example, 80%), the high-side FET is turned on at 100% as described above. I can't. Therefore, the output voltage 318 drops, and the required voltage accuracy of the output voltage 318 cannot be satisfied. Therefore, the regulator 400 is provided separately from the DCDC converter 300. In this case, when the DCDC converter 300 reaches the maximum on-duty and the output voltage 318 drops, the regulator 400 is operated to prevent the output voltage 318 from dropping.

［レギュレータ４００の説明］
レギュレータ４００の回路構成を説明する。レギュレータ４００は、シリーズレギュレータであり、ＦＥＴ３８５のゲート‐ソース間電圧を制御し、ＦＥＴ３８５のドレイン‐ソース間に印加される電圧を制御して出力電圧３１８を定電圧に制御している。出力電圧３１８は、レギュレーション抵抗３７４、抵抗３７６とで分圧され、シャントレギュレータ３８７のＲＥＦ端子に入力される。そして、シャントレギュレータ３８７のＲＥＦ端子に入力された電圧レベルに応じたフィードバック信号がシャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力される。シャントレギュレータ３８７のＫ端子の電圧は、抵抗３８０を出力電圧２１８でプルアップして、ツェナーダイオード３９４を介し、抵抗３８３と抵抗３９３とで分圧された後、トランジスタ３８２のベース端子へ電気的に接続されている。抵抗３８１は、ＦＥＴ３８５のゲート‐ソース間に接続され、ゲート‐ソース間の電位安定のために用いられる。トランジスタ３８２は、シャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力されるフィードバック信号によりＦＥＴ３８５のゲート端子の電圧を調整している。なお、シャントレギュレータ３８７は、出力電圧３１８を目標電圧に制御できるような素子（コンパレータやオペアンプ等）であれば良い。ツェナーダイオード３９４は、フィードバック信号の電圧を降圧し、トランジスタ３８２を確実にオン、オフさせるために接続されている。シャントレギュレータ３８７のＫ端子の電圧範囲が広いものであれば、Ｋ端子の電圧を降圧せずにトランジスタ３８２を制御できるため、ツェナーダイオード３９４は削除してしまっても良い。なお、トランジスタ３８２の暗電流が小さい場合は、暗電流によってＦＥＴ３８５がオンしてしまうおそれがないため、抵抗３９３と抵抗３８３とで分圧する必要がなく、抵抗３９３を削除してしまっても良い。 [Description of Regulator 400]
The circuit configuration of the regulator 400 will be described. The regulator 400 is a series regulator, controls the gate-source voltage of the FET 385, controls the voltage applied between the drain-source of the FET 385, and controls the output voltage 318 to a constant voltage. The output voltage 318 is divided by the regulation resistor 374 and the resistor 376 and input to the REF terminal of the shunt regulator 387. Then, a feedback signal corresponding to the voltage level input to the REF terminal of the shunt regulator 387 is output from the K terminal of the shunt regulator 387. The voltage of the K terminal of the shunt regulator 387 is pulled up by the output voltage 218 of the resistor 380, divided by the resistors 383 and 393 via the Zener diode 394, and then electrically connected to the base terminal of the transistor 382. It is connected. The resistor 381 is connected between the gate and the source of the FET 385 and is used for stabilizing the potential between the gate and the source. The transistor 382 adjusts the voltage of the gate terminal of the FET 385 by the feedback signal output from the K terminal of the shunt regulator 387. The shunt regulator 387 may be any element (comparator, operational amplifier, or the like) that can control the output voltage 318 to the target voltage. The Zener diode 394 is connected to reduce the voltage of the feedback signal and surely turn on and off the transistor 382. If the voltage range of the K terminal of the shunt regulator 387 is wide, the transistor 382 can be controlled without stepping down the voltage of the K terminal, so the Zener diode 394 may be deleted. Note that when the dark current of the transistor 382 is small, the FET 385 is not likely to be turned on by the dark current, and thus it is not necessary to divide the voltage by the resistors 393 and 383, and the resistor 393 may be deleted.

（定電圧制御）
レギュレータ４００の定電圧制御について説明する。出力電圧３１８が目標電圧よりも高い場合はＫ端子の電圧が下がり、トランジスタ３８２のベース電流が低下するのでコレクタ電流も低下する。そのため、ＦＥＴ３８５のゲート‐ソース間電圧が低下し、ＦＥＴ３８５のドレイン‐ソース間のオン抵抗が上昇するので、出力電圧３１８が低下する。なお、出力電圧３１８がＤＣＤＣコンバータ３００によってレギュレータ４００の目標電圧よりも高い電圧に制御されている場合は、ＦＥＴ３８５はオフ状態（オン抵抗が最大）となり、レギュレータ４００は停止する。出力電圧３１８が目標電圧よりも低い場合はＫ端子の電圧が上がり、トランジスタ３８２のベース電流が上昇するのでコレクタ電流も上昇する。そのため、ＦＥＴ３８５のゲート‐ソース間電圧が上昇し、ＦＥＴ３８５のドレイン‐ソース間のオン抵抗が低下するので、出力電圧３１８が上昇する。 (Constant voltage control)
The constant voltage control of the regulator 400 will be described. When the output voltage 318 is higher than the target voltage, the voltage at the K terminal drops and the base current of the transistor 382 drops, so the collector current also drops. Therefore, the gate-source voltage of the FET 385 decreases and the drain-source on-resistance of the FET 385 increases, so that the output voltage 318 decreases. When the output voltage 318 is controlled by the DCDC converter 300 to be higher than the target voltage of the regulator 400, the FET 385 is turned off (the ON resistance is maximum) and the regulator 400 is stopped. When the output voltage 318 is lower than the target voltage, the voltage at the K terminal rises and the base current of the transistor 382 rises, so the collector current also rises. Therefore, the gate-source voltage of the FET 385 increases and the drain-source on-resistance of the FET 385 decreases, so that the output voltage 318 increases.

レギュレータ４００によって制御される出力電圧３１８をＶ５Ｖ＿ＲＥＧとする。シャントレギュレータ３８７の基準電圧をＶＲＥＦ（ＲＥＧ）、抵抗３７４、抵抗３７６の抵抗値をそれぞれＲ３７４、Ｒ３７６とすると、Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧは、以下の式（４）で表される電圧になるように制御される。 The output voltage 318 controlled by the regulator 400 is V 5V_REG . Assuming that the reference voltage of the shunt regulator 387 is V REF (REG) and the resistance values of the resistors 374 and 376 are R 374 and R 376 , respectively, V 5V_REG becomes a voltage represented by the following equation (4). Controlled.

Figure 2020092547
具体的な数値の例として、Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖとする。
Figure 2020092547
 As an example of a specific numerical value, V 5V_REG =5.2V.

（レギュレータの動作）
レギュレータ４００の動作について説明する。入力電圧が高い場合は（出力電圧２１８（Ｖ２４Ｖ））、ＤＣＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧となるように制御できるので、レギュレータ４００は、前述した通りＦＥＴ３８５をオフするように制御する。具体的には、ＤＣＤＣコンバータ３００が出力電圧をＶ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖで制御しているときは、レギュレータ４００は、ＤＣＤＣコンバータ３００が出力した出力電圧３１８の電圧をフィードバックする。そしてレギュレータ４００は、レギュレータ４００の出力電圧３１８の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧより高いと判断する。このため、前述した通り、レギュレータ４００はＦＥＴ３８５をオフに制御する。次に、入力電圧が低い場合は（出力電圧２１８（Ｖ５Ｖ））、前述したようにＤＣＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖになるように制御できなくなり、出力電圧３１８が低下する。出力電圧３１８がレギュレータ４００の出力電圧の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖより低くなると、レギュレータ４００が起動し出力電圧３１８を定電圧制御する。 (Regulator operation)
The operation of the regulator 400 will be described. When the input voltage is high (output voltage 218 (V 24V )), the DCDC converter 300 can control the output voltage 318 to be the target voltage, and thus the regulator 400 controls the FET 385 to be turned off as described above. Specifically, when the DCDC converter 300 controls the output voltage at V 5V_DCDC =5.21V, the regulator 400 feeds back the output voltage 318 output by the DCDC converter 300. Then, the regulator 400 determines that the output voltage 318 of the regulator 400 is higher than the target voltage V 5V_REG . Therefore, as described above, the regulator 400 controls the FET 385 to be off. Next, when the input voltage is low (the output voltage 218 (V 5V )), the DCDC converter 300 cannot control the output voltage 318 to the target voltage V 5V_DCDC =5.21V as described above, and the output voltage 318 Is reduced. When the output voltage 318 becomes lower than the target voltage V 5V_REG =5.2V of the output voltage of the regulator 400, the regulator 400 is activated and the output voltage 318 is controlled to a constant voltage.

次に、レギュレータ４００の出力電圧３１８の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧをＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣよりも低くしている理由を説明する。レギュレータ４００がＦＥＴ３８５をオンするように制御する場合、レギュレータ４００への入力電圧と出力電圧との差が小さい又はほとんど差がない状態で行い、ＦＥＴ３８５による損失を低減させる必要がある。ＤＣＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧に制御している間は、レギュレータ４００への入力電圧が高い状態であり、レギュレータ４００がＦＥＴ３８５をオンさせてしまうとＦＥＴ３８５による損失が大きくなってしまう。そのため、ＤＣＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧に制御できる場合において、レギュレータ４００の出力電圧３１８の目標電圧をＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧の目標電圧よりも低く設定する。これにより、ＦＥＴ３８５をオフするようにしている。ここで、ＤＣＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧に制御できる場合とは、レギュレータ４００への入力電圧が高い場合である。 Next, the reason why the target voltage V 5V_REG of the output voltage 318 of the regulator 400 is set lower than the target voltage V 5V_DCDC of the output voltage 318 of the DCDC converter 300 will be described. When the regulator 400 controls the FET 385 to be turned on, it is necessary to reduce the loss due to the FET 385 by performing the operation in a state where the difference between the input voltage and the output voltage of the regulator 400 is small or there is almost no difference. While the DCDC converter 300 controls the output voltage 318 to the target voltage, the input voltage to the regulator 400 is high, and if the regulator 400 turns on the FET 385, the loss due to the FET 385 increases. Therefore, when the DCDC converter 300 can control the output voltage 318 to the target voltage, the target voltage of the output voltage 318 of the regulator 400 is set lower than the target voltage of the output voltage of the DCDC converter 300. As a result, the FET 385 is turned off. Here, the case where the DCDC converter 300 can control the output voltage 318 to the target voltage is the case where the input voltage to the regulator 400 is high.

このように、入力電圧が高い場合（スタンバイ状態及びプリント状態）（出力電圧２１８（Ｖ２４Ｖ））、出力電圧３１８はＤＣＤＣコンバータ３００によって目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣとなるように制御される。入力電圧が高い場合、レギュレータ４００の動作は停止される。入力電圧が低い場合（スリープ状態）（出力電圧２１８（Ｖ５Ｖ））、レギュレータ４００が動作し、出力電圧３１８はレギュレータ４００によって目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧとなるように制御される。出力電圧３１８の目標電圧の関係は、Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ（５．２Ｖ）＜Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ（５．２１Ｖ）となっている。 Thus, when the input voltage is high (standby state and print state) (output voltage 218 (V 24V )), the output voltage 318 is controlled by the DCDC converter 300 to be the target voltage V 5V_DCDC . When the input voltage is high, the operation of the regulator 400 is stopped. When the input voltage is low (sleep state) (output voltage 218 (V 5V )), the regulator 400 operates and the output voltage 318 is controlled by the regulator 400 to be the target voltage V 5V_REG . The relationship of the target voltage of the output voltage 318 is V 5V_REG (5.2V)<V 5V_DCDC (5.21V).

（レギュレータの効果）
次に、レギュレータ４００の効果を説明する。ＤＣＤＣコンバータ３００は、入力電圧が低下した場合、前述した通り、ハイサイドＦＥＴ３６０のオンデューティが高くなり、電源ＩＣ３５８が出力できる最大オンデューティ（例えば８０％）に達する。電源ＩＣ３５８が出力できる最大オンデューティに達した状態では、出力電圧３１８をスイッチング状態では目標電圧に保つことができず、出力電圧３１８は目標電圧よりも低下してしまう。具体的には、出力電圧３１８の負荷がなく、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖとする。そうすると、ＤＣＤＣコンバータ３００への入力電圧（ＡＣＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８Ｖ５Ｖ＝５．２Ｖ付近）が低下していった場合、ハイサイドＦＥＴ３６０を１００％で駆動できない。このため、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８（Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖ以下）が低下してしまう。そのため、そのままＤＣＤＣコンバータ３００への入力電圧が低下していくと出力電圧３１８も低下するので、前述した電圧精度の規格を満足することができない。具体的には、Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＜Ｖｍｉｎとなる。 (Effect of regulator)
Next, the effect of the regulator 400 will be described. In the DCDC converter 300, when the input voltage decreases, the on-duty of the high-side FET 360 increases as described above, and reaches the maximum on-duty (for example, 80%) that can be output by the power supply IC 358. When the maximum on-duty that the power supply IC 358 can output is reached, the output voltage 318 cannot be maintained at the target voltage in the switching state, and the output voltage 318 becomes lower than the target voltage. Specifically, there is no load of the output voltage 318, and the target voltage V 5V_DCDC of the output voltage 318 of the DCDC converter 300 is set to 5.21V. Then, if the input voltage to the DCDC converter 300 (the output voltage of the ACDC converter 200 near 218V 5V =5.2V) decreases, the high-side FET 360 cannot be driven at 100%. Therefore, the output voltage 318 (V 5V_DCDC =5.21 V or less) of the DCDC converter 300 is reduced. Therefore, as the input voltage to the DCDC converter 300 decreases as it is, the output voltage 318 also decreases, so that the above-described voltage accuracy standard cannot be satisfied. Specifically, V 5V_DCDC <Vmin.

そこで、レギュレータ４００は、ＤＣＤＣコンバータ３００への入力電圧が低下していった場合において、前述した通りＦＥＴ３８５によって、出力電圧３１８を定電圧制御する。具体的には、出力電圧３１８の負荷がなく、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖとする。そうすると、ＤＣＤＣコンバータ３００への入力電圧（ＡＣＤＣコンバータ２００の出力電圧Ｖ５Ｖ＝５．２Ｖ付近）が低下していった場合、ハイサイドＦＥＴ３６０を１００％で駆動できない。このため、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８（Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖ以下）が低下する。ところが、レギュレータ４００は、出力電圧３１８をフィードバックし、ＦＥＴ３８５によって出力電圧３１８を定電圧制御するため、レギュレータ４００の出力電圧（Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖ）の電圧精度を満足することができる。したがって、ＤＣＤＣコンバータ３００への入力電圧が低下していく場合においも、前述した電圧精度の規格を満足することができる。具体的には、Ｖｍｉｎ＜Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＜Ｖｍａｘとなる。 Therefore, when the input voltage to the DCDC converter 300 decreases, the regulator 400 controls the output voltage 318 by the constant voltage by the FET 385 as described above. Specifically, there is no load of the output voltage 318, and the target voltage V 5V_DCDC of the output voltage 318 of the DCDC converter 300 is set to 5.21V. Then, when the input voltage to the DCDC converter 300 (the output voltage V 5V of the ACDC converter 200 is around 5.2V) decreases, the high-side FET 360 cannot be driven at 100%. Therefore, the output voltage 318 (V 5V_DCDC =5.21 V or less) of the DCDC converter 300 decreases. However, since the regulator 400 feeds back the output voltage 318 and controls the output voltage 318 with the FET 385 at a constant voltage, the voltage accuracy of the output voltage (V 5V_REG =5.2V) of the regulator 400 can be satisfied. Therefore, even when the input voltage to the DCDC converter 300 is decreasing, the voltage accuracy standard described above can be satisfied. Specifically, Vmin< V5V_REG <Vmax.

［制御動作の説明］
（スタンバイ状態からスリープ状態への遷移）
図５にプリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作のタイミングチャートを示す。図５のグラフは、横軸が時間ｔ、縦軸は、（ｉ）はＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１の出力（ハイレベル（Ｈｉｇｈ）又はローレベル（Ｌｏｗ））を示す。（ｉｉ）は出力電圧２１８の波形（２４Ｖ、５．２Ｖ）、（ｉｉｉ）はＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１の出力（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））、（ｉｖ）はロードＳＷ制御信号７０１の出力（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））を示している。 [Explanation of control operation]
(Transition from standby state to sleep state)
FIG. 5 shows a timing chart of the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transits from the standby state to the sleep state. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents time t and the vertical axis represents (i) the output (high level (High) or low level (Low)) of the ACDC converter output voltage switching signal 201. (Ii) is the waveform of the output voltage 218 (24V, 5.2V), (iii) is the output of the DCDC converter start signal 301 (ON (ON) or OFF (OFF)), and (iv) is the load SW control signal 701. The output (ON (ON) or OFF (OFF)) is shown.

タイミングＴａは、プリンタ１００がスタンバイ状態に遷移してから所定時間ｔ１が経過したタイミングを示している。前述したように、プリンタ１００はスタンバイ状態に遷移してから所定時間が経過すると、プリンタ１００の消費電力を低減するために制御部５００はプリンタ１００をスリープ状態に遷移させる。タイミングＴａにおいて、制御部５００は、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１をハイレベルからローレベルに切り替える。前述したように、ＡＣＤＣコンバータ２００は、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がハイレベルのときには出力電圧２１８が２４Ｖとなるように制御する。ＡＣＤＣコンバータ２００は、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がローレベルのときには出力電圧２１８が５．２Ｖとなるように制御する。このため、タイミングＴａ以降、出力電圧２１８は、ＡＣＤＣコンバータ２００の応答時間に応じて２４Ｖから５．２Ｖに遷移する。 Timing Ta indicates the timing when a predetermined time t1 has elapsed since the printer 100 transitioned to the standby state. As described above, when the printer 100 transitions to the standby state and a predetermined time elapses, the control unit 500 transitions the printer 100 to the sleep state in order to reduce the power consumption of the printer 100. At timing Ta, the control unit 500 switches the ACDC converter output voltage switching signal 201 from high level to low level. As described above, the ACDC converter 200 controls the output voltage 218 to be 24V when the ACDC converter output voltage switching signal 201 is at the high level. The ACDC converter 200 controls the output voltage 218 to be 5.2V when the ACDC converter output voltage switching signal 201 is at a low level. Therefore, after the timing Ta, the output voltage 218 transits from 24V to 5.2V according to the response time of the ACDC converter 200.

出力電圧２１８が低下し、ＤＣＤＣコンバータ３００の電源ＩＣ３５８のオンデューティが最大オンデューティ（例えば８０％）になったとき、出力電圧３１８がドロップし始める。このため、電源ＩＣ３５８のオンデューティが最大オンデューティに到達したタイミングＴｂにおいて、レギュレータ４００が前述した通りＦＥＴ３８５によって出力電圧３１８の定電圧制御を開始する。制御部５００は、レギュレータ４００がＦＥＴ３８５による定電圧制御を開始したタイミングＴｂで、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１をハイレベルからローレベルに切り替える。なお、制御部５００がＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１をハイレベルからローレベルに切り替えてから電源ＩＣ３５８のオンデューティが最大オンデューティに到達するまでの時間（Ｔｂ−Ｔａ）は予め測定等により求められているものとする。また、時間（Ｔｂ−Ｔａ）は、例えば制御部５００の記憶部（不図示）等に記憶されているものとする。更に、制御部５００はタイマ（不図示）により時間計測ができるものとする。 When the output voltage 218 drops and the on-duty of the power supply IC 358 of the DCDC converter 300 reaches the maximum on-duty (for example, 80%), the output voltage 318 starts to drop. Therefore, at the timing Tb when the on-duty of the power supply IC 358 reaches the maximum on-duty, the regulator 400 starts the constant voltage control of the output voltage 318 by the FET 385 as described above. The control unit 500 switches the DCDC converter activation signal 301 from the high level to the low level at the timing Tb when the regulator 400 starts the constant voltage control by the FET 385. The time (Tb-Ta) from when the control unit 500 switches the ACDC converter output voltage switching signal 201 from the high level to the low level until the on-duty of the power supply IC 358 reaches the maximum on-duty is obtained in advance by measurement or the like. It is assumed that The time (Tb-Ta) is assumed to be stored in, for example, a storage unit (not shown) of the control unit 500. Further, the control unit 500 is capable of measuring time with a timer (not shown).

ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１がローレベルになると、ＤＣＤＣコンバータ３００は停止する。スリープ状態では、電源装置１０８全体の消費電力に対して電源ＩＣ３５８の消費電力が占める割合が大きくなる。そのため、出力電圧３１８の制御をレギュレータ４００によって行うスリープ期間において、電源ＩＣ３５８を停止しＤＣＤＣコンバータ３００の動作を停止させることによって、スリープ状態での消費電力を低減させることができる。 When the DCDC converter start signal 301 becomes low level, the DCDC converter 300 stops. In the sleep state, the ratio of the power consumption of the power supply IC 358 to the power consumption of the power supply device 108 is large. Therefore, in the sleep period in which the output voltage 318 is controlled by the regulator 400, the power supply IC 358 is stopped and the operation of the DCDC converter 300 is stopped, so that power consumption in the sleep state can be reduced.

タイミングＴｃにおいて、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号７０１をオンからオフに切り替え、ロードＳＷ６００をオフ状態にすることでプリント状態でのみ動作する箇所への電力供給を遮断する。プリント状態でのみ動作する箇所には、プリント中のシートＰの位置を検知する紙搬送センサ（不図示）等がある。これにより、スリープ状態の消費電力を更に低減する。なおタイミングＴｃは、タイミングＴａで出力電圧２１８を切り替えた後、出力電圧２１８が切り替え後の目標電圧５．２Ｖへの遷移を終えたと推定されるタイミングに予め設定する。タイミングＴａからタイミングＴｃまでの時間は、制御部５００の記憶部等に記憶されているものとする。 At timing Tc, the control unit 500 switches the load SW control signal 701 from on to off and turns off the load SW 600 to cut off the power supply to a portion that operates only in the print state. A paper transport sensor (not shown) that detects the position of the sheet P during printing is provided at a location that operates only in the printing state. This further reduces the power consumption in the sleep state. The timing Tc is set in advance to a timing at which it is estimated that the output voltage 218 has switched to the target voltage of 5.2 V after switching after switching the output voltage 218 at the timing Ta. The time from the timing Ta to the timing Tc is assumed to be stored in the storage unit or the like of the control unit 500.

（スリープ状態からスタンバイ状態への遷移）
次に、プリンタ１００がスリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器（不図示）からプリンタ１００にプリント指示が通知されると、プリント動作をするために制御部５００はプリンタ１００をまずスリープ状態からスタンバイ状態に遷移させる。 (Transition from sleep state to standby state)
Next, the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the sleep state to the standby state will be described. For example, when a print instruction is notified to the printer 100 from an external device (not shown) such as a personal computer, the control unit 500 first causes the printer 100 to transition from the sleep state to the standby state in order to perform the print operation.

外部機器からプリント指示を通知されたタイミングＴｄにおいて、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号７０１をオフからオンに切り替えて、ロードＳＷ６００をオン状態にさせることで、出力電圧５１８の供給を開始する。タイミングＴｅにおいて、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１をローレベルからハイレベルに切り替える。前述したように、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がハイレベルになると、ＡＣＤＣコンバータ２００は出力電圧２１８が２４Ｖとなるように制御する。出力電圧２１８は、ＡＣＤＣコンバータ２００の応答時間に応じて５．２Ｖから２４Ｖに遷移する。 At the timing Td when the print instruction is notified from the external device, the control unit 500 switches the load SW control signal 701 from off to on and turns on the load SW 600 to start supplying the output voltage 518. At timing Te, the ACDC converter output voltage switching signal 201 is switched from low level to high level. As described above, when the ACDC converter output voltage switching signal 201 becomes high level, the ACDC converter 200 controls the output voltage 218 to be 24V. The output voltage 218 changes from 5.2V to 24V according to the response time of the ACDC converter 200.

タイミングＴｆにおいて、出力電圧２１８が５．２Ｖから増加し、ＤＣＤＣコンバータ３００の電源ＩＣ３５８のオンデューティが最大オンデューティ以下で動作できる状態になる。タイミングＴｆにおいて、制御部５００はＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１をローレベルからハイレベルに切り替え、ＤＣＤＣコンバータ３００を起動する。ＤＣＤＣコンバータ３００は、出力電圧３１８が目標電圧となるように制御する。ＤＣＤＣコンバータ３００が起動したタイミングＴｆ以降では、出力電圧３１８の電圧がドロップしなくなるので、レギュレータ４００は、ＦＥＴ３８５をオフするように動作する。なお、タイミングＴｅからタイミングＴｆまでの時間は、出力電圧２１８が、電源ＩＣ３５８の最大オンデューティ以下で動作できる状態に対応する電圧に上昇するまでの時間である。この時間（Ｔｆ−Ｔｅ）は予め測定等によって求められているものとする。また、時間（Ｔｆ−Ｔｅ）は、例えば制御部５００の記憶部（不図示）等に記憶されているものとする。 At the timing Tf, the output voltage 218 increases from 5.2V, and the power supply IC 358 of the DCDC converter 300 can be operated at the on-duty or less at the maximum on-duty. At timing Tf, the control unit 500 switches the DCDC converter activation signal 301 from low level to high level and activates the DCDC converter 300. The DCDC converter 300 controls the output voltage 318 to be the target voltage. After the timing Tf when the DCDC converter 300 is activated, the voltage of the output voltage 318 does not drop, so the regulator 400 operates to turn off the FET 385. The time from the timing Te to the timing Tf is the time until the output voltage 218 rises to the voltage corresponding to the state where the power supply IC 358 can operate at the maximum on-duty or less. This time (Tf-Te) is assumed to be obtained in advance by measurement or the like. The time (Tf-Te) is assumed to be stored in, for example, a storage unit (not shown) of the control unit 500.

以上より、実施例１によれば、レギュレータ４００によって出力電圧３１８が制御されるスリープ状態において、ＤＣＤＣコンバータ３００を制御する電源ＩＣ３５８を停止させる。これにより、出力電圧の電圧精度を維持しつつ、低消費電力モードにおける消費電力を低減することができる。 As described above, according to the first embodiment, the power supply IC 358 that controls the DCDC converter 300 is stopped in the sleep state in which the output voltage 318 is controlled by the regulator 400. As a result, it is possible to reduce the power consumption in the low power consumption mode while maintaining the voltage accuracy of the output voltage.

実施例２について説明する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、実施例１の構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。ここでは、実施例１と異なる部分のみを説明する。 Example 2 will be described. The description of the main part is the same as that of the first embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Here, only the parts different from the first embodiment will be described.

［実施例２における電源装置の説明］
図６に実施例２における電源装置１０８の概略構成の一例を示す。実施例２では、ＡＣＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が第２の制御手段である電源制御部７００に入力される。電源制御部７００は、出力電圧２１８に基づいてＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１をＤＣＤＣコンバータ３００へ出力し、レギュレータ起動信号４０１をレギュレータ４００へ出力する。このため、実施例２の制御部５００は、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１と、ロードＳＷ制御信号７０１とを出力する。また、電源制御部７００の電力は、ロードＳＷ６００後の出力電圧５１８より供給される。 [Description of Power Supply Device in Second Embodiment]
FIG. 6 shows an example of a schematic configuration of the power supply device 108 according to the second embodiment. In the second embodiment, the output voltage 218 of the ACDC converter 200 is input to the power supply control unit 700 that is the second control means. The power supply control unit 700 outputs the DCDC converter start signal 301 to the DCDC converter 300 based on the output voltage 218, and outputs the regulator start signal 401 to the regulator 400. Therefore, the control unit 500 according to the second embodiment outputs the ACDC converter output voltage switching signal 201 and the load SW control signal 701. The power of the power supply control unit 700 is supplied from the output voltage 518 after the load SW 600.

［実施例２における電源制御部の動作］
図７に実施例２におけるＤＣＤＣコンバータ３００、レギュレータ４００、電源制御部７００の内部回路の一例を示す。実施例２では、電源制御部７００は、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１をＤＣＤＣコンバータ３００の電源ＩＣ３５８のＥＮ端子に出力する。なお、電源制御部７００内において、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１はＦＥＴ６０９のゲート端子にも出力される。また、電源制御部７００のＦＥＴ６０９のドレイン端子は、抵抗３８４を介してレギュレータ４００のツェナーダイオード３９４とシャントレギュレータ３８７のＫ端子との接続点に接続されており、この経路でレギュレータ起動信号４０１が出力される。 [Operation of Power Supply Control Section in Second Embodiment]
FIG. 7 shows an example of internal circuits of the DCDC converter 300, the regulator 400, and the power supply controller 700 according to the second embodiment. In the second embodiment, the power supply control unit 700 outputs the DCDC converter start signal 301 to the EN terminal of the power supply IC 358 of the DCDC converter 300. In the power supply control unit 700, the DCDC converter activation signal 301 is also output to the gate terminal of the FET 609. Further, the drain terminal of the FET 609 of the power supply control unit 700 is connected to the connection point between the Zener diode 394 of the regulator 400 and the K terminal of the shunt regulator 387 via the resistor 384, and the regulator start signal 401 is output through this path. To be done.

まず、電源制御部７００の動作について説明する。比較器６０５は、出力電圧５１８を抵抗６０３と抵抗６０４によって分圧した基準電圧６１１と、出力電圧２１８を抵抗６０１と抵抗６０２によって分圧した電圧（以下、検知電圧という）６１０と、を比較している。比較器６０５は、反転入力端子（−端子）に検知電圧６１０が入力され、非反転入力端子（＋端子）に基準電圧６１１が入力される。なお比較器６０５は、出力電圧５１８を電源として動作する。 First, the operation of the power supply control unit 700 will be described. The comparator 605 compares a reference voltage 611 obtained by dividing the output voltage 518 with the resistors 603 and 604 and a voltage obtained by dividing the output voltage 218 with the resistors 601 and 602 (hereinafter referred to as a detection voltage) 610. ing. The detection voltage 610 is input to the inverting input terminal (− terminal) of the comparator 605, and the reference voltage 611 is input to the non-inverting input terminal (+ terminal). The comparator 605 operates using the output voltage 518 as a power source.

（出力電圧２１８が出力電圧５１８より大きい場合）
基準電圧６１１より検知電圧６１０が大きい場合、比較器６０５によりＦＥＴ６０７のゲート電圧は下がり、ＦＥＴ６０７がオンする。ＦＥＴ６０７がオンすると、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１にはオン（ハイレベル）が出力され、実施例１で前述したように電源ＩＣ３５８は起動する。また、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１がオンの場合、ＦＥＴ６０９のゲート電圧が上がりＦＥＴ６０９がオンし、レギュレータ起動信号４０１にはオフ（ローレベル）が出力される。レギュレータ起動信号４０１にオフが出力されると、抵抗３８４、ツェナーダイオード３９４、抵抗３８３を介してトランジスタ３８２のベース電流が下がり、トランジスタ３８２がオフする。トランジスタ３８２がオフすると、ＦＥＴ３８５のゲート電圧は抵抗３８１を介して出力電圧２１８となるため、ＦＥＴ３８５がオフし、レギュレータ４００は動作を停止する。基準電圧６１１より検知電圧６１０が大きい場合とは、出力電圧２１８が出力電圧５１８より大きい場合であり、プリンタ１００がプリント状態又はスタンバイ状態であることを意味する。 (When the output voltage 218 is larger than the output voltage 518)
When the detection voltage 610 is higher than the reference voltage 611, the comparator 605 lowers the gate voltage of the FET 607, and the FET 607 is turned on. When the FET 607 turns on, on (high level) is output to the DCDC converter start signal 301, and the power supply IC 358 starts as described in the first embodiment. When the DCDC converter start signal 301 is on, the gate voltage of the FET 609 rises, the FET 609 is turned on, and the regulator start signal 401 is output off (low level). When OFF is output to the regulator start signal 401, the base current of the transistor 382 decreases via the resistor 384, the Zener diode 394, and the resistor 383, and the transistor 382 is turned off. When the transistor 382 turns off, the gate voltage of the FET 385 becomes the output voltage 218 via the resistor 381, so the FET 385 turns off and the regulator 400 stops operating. The case where the detection voltage 610 is higher than the reference voltage 611 is a case where the output voltage 218 is higher than the output voltage 518, and means that the printer 100 is in the printing state or the standby state.

（出力電圧２１８が出力電圧５１８より小さい場合）
基準電圧６１１より検知電圧６１０が小さい場合、比較器６０５の出力はハイインピーダンスとなるため、ＦＥＴ６０７のゲート電圧は抵抗６０６を介して出力電圧２１８となり、ＦＥＴ６０７がオフする。ＦＥＴ６０７がオフの場合、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１には抵抗６０８を介してオフ（ローレベル）が出力され、実施例１で前述したように電源ＩＣ３５８は停止する。また、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１がオフの場合、ＦＥＴ６０９のゲート電圧が下がりＦＥＴ６０９がオフし、レギュレータ起動信号４０１にはオン（ハイインピーダンス）が出力される。レギュレータ起動信号４０１がオンの場合、実施例１で前述したように、レギュレータ４００は起動し出力電圧３１８を制御する。基準電圧６１１より検知電圧６１０が小さい場合とは、出力電圧２１８が出力電圧５１８より小さい場合であり、プリンタ１００がスリープ状態であることを意味する。 (When the output voltage 218 is smaller than the output voltage 518)
When the detection voltage 610 is lower than the reference voltage 611, the output of the comparator 605 has a high impedance, so the gate voltage of the FET 607 becomes the output voltage 218 via the resistor 606, and the FET 607 is turned off. When the FET 607 is off, the DCDC converter start signal 301 is output off (low level) via the resistor 608, and the power supply IC 358 is stopped as described in the first embodiment. Further, when the DCDC converter start signal 301 is off, the gate voltage of the FET 609 decreases, the FET 609 turns off, and the regulator start signal 401 is turned on (high impedance). When the regulator start-up signal 401 is on, the regulator 400 starts up and controls the output voltage 318 as described in the first embodiment. The case where the detection voltage 610 is smaller than the reference voltage 611 means that the output voltage 218 is smaller than the output voltage 518, which means that the printer 100 is in the sleep state.

また、ロードＳＷ６００がオフし出力電圧５１８の出力が停止されて電源制御部７００への電力が供給されない場合、出力電圧５１８を電源とする比較器６０５が動作しない。この際、比較器６０５の出力はハイインピーダンスとなるため、前述したようにＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１がオフ、レギュレータ起動信号４０１がオンとなる。したがって、ロードＳＷ６００がオフした場合、電源ＩＣ３５８は停止し、レギュレータ４００は起動する。 Further, when the load SW 600 is turned off and the output of the output voltage 518 is stopped so that power is not supplied to the power supply control unit 700, the comparator 605 using the output voltage 518 as a power supply does not operate. At this time, since the output of the comparator 605 has a high impedance, the DCDC converter start signal 301 is turned off and the regulator start signal 401 is turned on as described above. Therefore, when the load SW 600 is turned off, the power supply IC 358 is stopped and the regulator 400 is activated.

［実施例２における制御動作の説明］
図８に実施例２におけるプリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態又はスリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作のタイミングチャートを示す。図８のグラフは、（ｉ）〜（ｉｉｉ）、（ｖ）は図５の（ｉ）〜（ｉｖ）に対応したグラフである。（ｉｖ）はレギュレータ起動信号４０１の出力（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））を示している。 [Explanation of Control Operation in Second Embodiment]
FIG. 8 shows a timing chart of the operation of the power supply device 108 when the printer 100 according to the second embodiment changes from the standby state to the sleep state or from the sleep state to the standby state. 8 is a graph corresponding to (i) to (iii), and (v) is a graph corresponding to (i) to (iv) of FIG. (Iv) shows the output (ON (ON) or OFF (OFF)) of the regulator activation signal 401.

（スタンバイ状態からスリープ状態への遷移）
プリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。タイミングＴａは、プリンタ１００がスタンバイ状態に遷移してから所定時間ｔ１が経過したタイミングを示している。実施例１同様、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がハイレベルからローレベルに切り替わると、出力電圧２１８は、ＡＣＤＣコンバータ２００の応答時間に応じて２４Ｖから５．２Ｖに遷移する。 (Transition from standby state to sleep state)
The operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the standby state to the sleep state will be described. Timing Ta indicates the timing when a predetermined time t1 has elapsed since the printer 100 transitioned to the standby state. Similarly to the first embodiment, when the ACDC converter output voltage switching signal 201 switches from the high level to the low level, the output voltage 218 transits from 24V to 5.2V according to the response time of the ACDC converter 200.

出力電圧２１８が２４Ｖから低下し、７Ｖに到達したタイミングＴｂにおいて、電源制御部７００は、比較器６０５によって検知電圧６１０が基準電圧６１１を下回ったことを検知する。電源制御部７００は、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１の出力をオフし、レギュレータ起動信号４０１の出力をオンにする。このとき電源ＩＣ３５８は停止し、レギュレータ４００が動作し、出力電圧３１８はレギュレータ４００によって定電圧制御される。これによりＤＣＤＣコンバータ３００のスイッチング損失及び電源ＩＣ３５８の消費電力を削減することができ、スリープ状態における消費電力を低減させることができる。 At the timing Tb when the output voltage 218 decreases from 24V and reaches 7V, the power supply control unit 700 detects, by the comparator 605, that the detection voltage 610 is lower than the reference voltage 611. The power supply control unit 700 turns off the output of the DCDC converter activation signal 301 and turns on the output of the regulator activation signal 401. At this time, the power supply IC 358 is stopped, the regulator 400 operates, and the output voltage 318 is controlled by the regulator 400 at a constant voltage. Accordingly, the switching loss of the DCDC converter 300 and the power consumption of the power supply IC 358 can be reduced, and the power consumption in the sleep state can be reduced.

タイミングＴｃにおいて、制御部５００はプリント状態でのみ動作する箇所への電力供給を遮断するために、ロードＳＷ制御信号７０１をオンからオフに切り替え、ロードＳＷ６００をオフ状態にする。タイミングＴｃは、タイミングＴｂよりも後のタイミングであればよい。 At timing Tc, the control unit 500 switches the load SW control signal 701 from on to off and turns off the load SW 600 in order to cut off the power supply to the portion that operates only in the print state. The timing Tc may be any timing after the timing Tb.

スリープ状態の動作に不要な箇所への電力供給を遮断することで、スリープ状態における消費電力を低減させる。ロードＳＷ６００がオフ状態になると、電源制御部７００への電力供給も遮断される。前述したように、電源制御部７００に電力が供給され動作を行っている場合、電源制御部７００は出力電圧２１８に応じてＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１及びレギュレータ起動信号４０１の出力を制御する。前述したように、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１の切り替えは、ロードＳＷ６００がオン状態のときに行われる。したがって、ロードＳＷ６００がオフ状態では、出力電圧２１８を検知し出力信号を制御するという電源制御部７００の機能は不要となる。そのため、ロードＳＷ６００がオフした場合、電源制御部７００への電力供給が停止されることで、スリープ状態において電源制御部７００の抵抗６０３、抵抗６０４及び比較器６０５が消費していた電力を低減させることができる。また前述したように、電源制御部７００への電力供給が無い場合の出力電圧３１８はレギュレータ４００によって定電圧制御され、電源ＩＣ３５８は停止した状態を維持する。 By cutting off the power supply to a place unnecessary for the operation in the sleep state, the power consumption in the sleep state is reduced. When the load SW 600 is turned off, the power supply to the power supply control unit 700 is also cut off. As described above, when power is supplied to the power supply control unit 700 to perform operation, the power supply control unit 700 controls the output of the DCDC converter start signal 301 and the regulator start signal 401 according to the output voltage 218. As described above, the switching of the ACDC converter output voltage switching signal 201 is performed when the load SW 600 is in the ON state. Therefore, when the load SW 600 is in the OFF state, the function of the power supply control unit 700 that detects the output voltage 218 and controls the output signal is not necessary. Therefore, when the load SW 600 is turned off, the power supply to the power supply control unit 700 is stopped to reduce the power consumed by the resistors 603, 604 and the comparator 605 of the power supply control unit 700 in the sleep state. be able to. Further, as described above, the output voltage 318 when power is not supplied to the power supply controller 700 is subjected to constant voltage control by the regulator 400, and the power supply IC 358 maintains a stopped state.

（スリープ状態からスタンバイ状態への遷移）
次に、プリンタ１００がスリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。外部機器からプリント指示等を受信したタイミングＴｄにおいて、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号７０１をオフからオンに切り替え、ロードＳＷ６００をオン状態にする。ロードＳＷ６００がオン状態になると、出力電圧５１８の供給が開始される。これにより、電源制御部７００にも電力が供給され、電源制御部７００は出力電圧２１８を検知し出力信号を制御することが可能となる。 (Transition from sleep state to standby state)
Next, the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the sleep state to the standby state will be described. At timing Td when a print instruction or the like is received from an external device, the control unit 500 switches the load SW control signal 701 from off to on and turns on the load SW 600. When the load SW 600 is turned on, the supply of the output voltage 518 is started. As a result, power is also supplied to the power supply control unit 700, and the power supply control unit 700 can detect the output voltage 218 and control the output signal.

タイミングＴｅにおいて、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１をローレベルからハイレベルに切り替える。前述したように、ＡＣＤＣコンバータ出力電圧切り替え信号２０１がハイレベルになると、出力電圧２１８は、ＡＣＤＣコンバータ２００の応答時間に応じて５．２Ｖから２４Ｖに遷移する。 At timing Te, the ACDC converter output voltage switching signal 201 is switched from low level to high level. As described above, when the ACDC converter output voltage switching signal 201 becomes high level, the output voltage 218 changes from 5.2V to 24V according to the response time of the ACDC converter 200.

出力電圧２１８が５Ｖから上昇して７Ｖに到達したタイミングＴｆにおいて、電源制御部７００は、比較器６０５によって検知電圧６１０が基準電圧６１１を上回ったことを検知する。電源制御部７００は、ＤＣＤＣコンバータ起動信号３０１の出力をオン、レギュレータ起動信号４０１の出力をオフにする。これにより、電源ＩＣ３５８が起動し、レギュレータ４００の動作が停止することで、ＤＣＤＣコンバータ３００によって出力電圧３１８を定電圧制御する状態を維持する。なお、実施例２では、タイミングＴｂ、タイミングＴｆを決定している出力電圧２１８の値を例えば７Ｖとしたが、この値に限定されない。 At the timing Tf when the output voltage 218 rises from 5V and reaches 7V, the power supply control unit 700 detects by the comparator 605 that the detection voltage 610 exceeds the reference voltage 611. The power supply control unit 700 turns on the output of the DCDC converter start signal 301 and turns off the output of the regulator start signal 401. As a result, the power supply IC 358 is activated and the operation of the regulator 400 is stopped, so that the DCDC converter 300 maintains a state in which the output voltage 318 is controlled to a constant voltage. In the second embodiment, the value of the output voltage 218 that determines the timing Tb and the timing Tf is set to 7V, for example, but the value is not limited to this value.

以上より、実施例２によれば、出力電圧２１８に応じてＤＣＤＣコンバータ３００及びレギュレータ４００を制御する電源制御部７００を備える電源装置１０８において、スリープ状態での消費電力を低減させることができる。すなわち、スリープ状態では電源制御部７００によりレギュレータ４００を起動しＤＣＤＣコンバータ３００の電源ＩＣ３５８を停止させることで、スリープ状態での消費電力を低減させることができる。更に、電源制御部７００は、電力（出力電圧５１８）が供給されない場合、レギュレータ４００の起動及び電源ＩＣ３５８の停止状態を維持する信号を出力する回路構成とする。これにより、ロードＳＷ６００のオフ状態に伴い電源制御部７００への電力供給を停止することができ、電源制御部７００の消費電力を低減し、スリープ状態での消費電力を更に低減させることができる。 As described above, according to the second embodiment, in the power supply device 108 including the power supply control unit 700 that controls the DCDC converter 300 and the regulator 400 according to the output voltage 218, the power consumption in the sleep state can be reduced. That is, in the sleep state, the power supply control unit 700 activates the regulator 400 to stop the power supply IC 358 of the DCDC converter 300, thereby reducing the power consumption in the sleep state. Further, the power supply control unit 700 has a circuit configuration that outputs a signal for maintaining the activation of the regulator 400 and the stopped state of the power supply IC 358 when the power (output voltage 518) is not supplied. Thereby, the power supply to the power supply control unit 700 can be stopped in accordance with the OFF state of the load SW 600, the power consumption of the power supply control unit 700 can be reduced, and the power consumption in the sleep state can be further reduced.

以上、実施例２によれば、出力電圧の電圧精度を維持しつつ、低消費電力モードにおける消費電力を低減することができる。 As described above, according to the second embodiment, it is possible to reduce the power consumption in the low power consumption mode while maintaining the voltage accuracy of the output voltage.

１０８ 電源装置
２００ ＡＣＤＣコンバータ
３００ ＤＣＤＣコンバータ
４００ レギュレータ
５００ 制御部 108 power supply device 200 ACDC converter 300 DCDC converter 400 regulator 500 control unit

Claims (16)

第１の状態と前記第１の状態よりも消費電力が低い第２の状態とで動作することが可能な電源装置であって、
交流電圧を第１の直流電圧に変換し出力する第１の電源と、
前記第１の状態において前記第１の電源から出力された前記第１の直流電圧を前記第１の直流電圧よりも低い第２の直流電圧に変換して出力し、前記第２の状態において動作を停止する第２の電源と、
前記第１の状態において動作を停止しており、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移すると前記第２の直流電圧を目標電圧となるように定電圧制御するように動作する第３の電源と、
前記第１の状態のときに前記第１の直流電圧が第１の電圧となるように前記第１の電源を制御し、前記第２の状態のときに前記第１の直流電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧となるように前記第１の電源を制御する第１の制御手段と、
を備えたことを特徴とする電源装置。 A power supply device capable of operating in a first state and a second state in which power consumption is lower than that in the first state,
A first power supply that converts an alternating voltage into a first direct voltage and outputs the first direct voltage;
The first DC voltage output from the first power source in the first state is converted into a second DC voltage lower than the first DC voltage and output, and the operation is performed in the second state. A second power supply to stop the
A third operation which stops the operation in the first state and performs constant voltage control so that the second DC voltage becomes a target voltage when the first state transits to the second state. Power of
In the first state, the first DC power supply is controlled so that the first DC voltage becomes the first voltage, and in the second state, the first DC voltage is the first DC voltage. First control means for controlling the first power supply so that the second voltage is lower than the second voltage,
A power supply device comprising: 前記第１の制御手段は、前記第３の電源が動作している間、前記第２の電源の動作を停止させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the first control unit controls the second power supply so as to stop the operation of the second power supply while the third power supply is operating. 前記第１の制御手段は、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移するときに、前記第１の直流電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に低下する前に前記第２の電源の動作を停止させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。 The first control means, when transitioning from the first state to the second state, before the first DC voltage decreases from the first voltage to the second voltage. The power supply device according to claim 2, wherein the power supply device is controlled to stop the operation of the second power supply. 前記第２の直流電圧を負荷に供給する接続状態と、前記負荷への前記第２の直流電圧の供給を遮断する非接続状態とのいずれかの状態となるロードスイッチを備え、
前記第１の制御手段は、前記第２の電源の動作を停止させた後に前記ロードスイッチを前記非接続状態とするように制御することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。 A load switch that is in one of a connection state for supplying the second DC voltage to the load and a non-connection state for cutting off the supply of the second DC voltage to the load;
The power supply device according to claim 3, wherein the first control unit controls the load switch to be in the non-connection state after the operation of the second power supply is stopped. 前記第１の制御手段は、前記第２の状態から前記第１の状態に遷移するときに、前記第１の直流電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に上昇する前に前記第２の電源の動作を開始させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。 The first control means, when transitioning from the second state to the first state, before the first DC voltage rises from the second voltage to the first voltage. The power supply device according to claim 2, wherein the power supply device is controlled to start the operation of the second power supply. 前記第２の直流電圧を負荷に供給する接続状態と、前記負荷への前記第２の直流電圧の供給を遮断する非接続状態とのいずれかの状態となるロードスイッチを備え、
前記第１の制御手段は、前記第２の電源の動作を開始させる前に前記ロードスイッチを前記接続状態とするように制御することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。 A load switch that is in one of a connection state for supplying the second DC voltage to the load and a non-connection state for cutting off the supply of the second DC voltage to the load;
The power supply device according to claim 5, wherein the first control unit controls the load switch to be in the connection state before starting the operation of the second power supply. 前記第３の電源が動作している間、前記第２の電源の動作を停止させるように制御する第２の制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, further comprising a second control unit that controls so as to stop the operation of the second power supply while the third power supply is operating. 前記第２の制御手段は、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移するときに、前記第１の直流電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に低下する前に前記第２の電源の動作を停止させるように制御することを特徴とする請求項７に記載の電源装置。 The second control means, when transitioning from the first state to the second state, before the first DC voltage decreases from the first voltage to the second voltage, The power supply device according to claim 7, wherein the power supply device is controlled to stop the operation of the second power supply. 前記第２の直流電圧を負荷に供給する接続状態と、前記負荷への前記第２の直流電圧の供給を遮断する非接続状態とのいずれかの状態となるロードスイッチを備え、
前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段により前記第２の電源の動作が停止された後に前記ロードスイッチを前記非接続状態とするように制御し、
前記第２の制御手段は、前記ロードスイッチが前記非接続状態となったことに応じて動作を停止することを特徴とする請求項８に記載の電源装置。 A load switch that is in one of a connection state for supplying the second DC voltage to the load and a non-connection state for cutting off the supply of the second DC voltage to the load;
The first control means controls the load switch to be in the non-connection state after the operation of the second power supply is stopped by the second control means,
9. The power supply device according to claim 8, wherein the second control means stops the operation in response to the load switch being in the non-connection state. 前記第２の制御手段は、前記第２の状態から前記第１の状態に遷移するときに、前記第１の直流電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に上昇する前に前記第２の電源の動作を開始させるように制御することを特徴とする請求項７に記載の電源装置。 The second control means, when transitioning from the second state to the first state, before the first DC voltage rises from the second voltage to the first voltage, The power supply device according to claim 7, wherein the power supply device is controlled to start the operation of the second power supply. 前記第２の直流電圧を負荷に供給する接続状態と、前記負荷への前記第２の直流電圧の供給を遮断する非接続状態とのいずれかの状態となるロードスイッチを備え、
前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段により前記第２の電源の動作が開始される前に前記ロードスイッチを前記接続状態とするように制御し、
前記第２の制御手段は、前記ロードスイッチが前記接続状態となったことに応じて動作を開始することを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。 A load switch that is in one of a connection state for supplying the second DC voltage to the load and a non-connection state for cutting off the supply of the second DC voltage to the load;
The first control means controls the load switch to be in the connection state before the operation of the second power source is started by the second control means,
The power supply device according to claim 10, wherein the second control means starts operation in response to the load switch being in the connection state. 前記第２の電源は、少なくとも１つのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン、オフを制御する第３の制御手段と、を有し、
前記第３の制御手段が前記スイッチング素子のオンデューティを制御するとき、前記オンデューティは１００％より低い値に制限されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電源装置。 The second power supply includes at least one switching element, and third control means for controlling ON/OFF of the switching element,
12. When the third control means controls the on-duty of the switching element, the on-duty is limited to a value lower than 100%, according to any one of claims 1 to 11. The power supply described. 前記第２の状態において、前記第３の電源の前記目標電圧は、前記第２の電源が前記第２の直流電圧を制御するための目標電圧よりも低い値に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の電源装置。 In the second state, the target voltage of the third power supply is set to a value lower than a target voltage for the second power supply to control the second DC voltage. The power supply device according to any one of claims 1 to 12. 前記第１の制御手段は、前記第２の直流電圧によって動作することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の電源装置。 14. The power supply device according to claim 1, wherein the first control unit operates by the second DC voltage. 前記第３の電源は、シリーズレギュレータであることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 14, wherein the third power supply is a series regulator. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on a recording material,
A power supply device according to any one of claims 1 to 15,
An image forming apparatus comprising:
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