JP2021168578A

JP2021168578A - 電源装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2021168578A
Application number: JP2020071599A
Authority: JP
Inventors: 正己稲垣; Masami Inagaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2021-10-21

Abstract

【課題】スリープモードからプリントモードへの切替制御をより短い時間で行うこと。【解決手段】第１の電圧モードと第２の電圧モードとの切替えを報知する切替報知部３０６と、第２の電圧を出力するためのＦＥＴ１の目標オンデューティを予測する予測手段（Ｓ６０１）と、整流平滑された電圧が目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知する検知手段（Ｓ６０８）と、を備え、電源制御部３０１は、切替報知部３０６により第１の電圧モードから第２の電圧モードへの切替えが報知された場合には、ＦＥＴ１のオンデューティを目標オンデューティに向けて徐々に大きくするように制御する切替えモード（Ｓ６０３〜Ｓ６０６）に移行し、ＦＥＴ１のオンデューティが目標オンデューティに到達した後に（Ｓ６０７）、検知手段（Ｓ６０８）により整流平滑された電圧が目標オンデューティに応じた電圧に到達したことが検知されると第２の電圧モードに移行する。【選択図】図６

Description

本発明は、電源装置、及び電源装置を備える画像形成装置に関する。

商用電源等の交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換するスイッチング電源は、軽負荷時には出力電圧の小さいスリープモードで、重負荷時には出力電圧の大きいスタンバイモードで動作することで、電源効率を改善している（例えば特許文献１参照）。また、例えば特許文献２では、スリープモードからスタンバイモードへ動作モードを切り替える際に、スイッチング電源のスイッチング素子のオンＤｕｔｙを徐々に大きくする制御方法が提案されている。このような制御方法により、出力電圧のオーバーシュートが防止され、出力電圧の切替が行われる。

特開２０１０−１４２０７１号公報特開２０１８−１９１３９０号公報

画像形成装置では、スイッチング電源がスリープモードの状態から、１ページ目のシートが出力されるまでの時間であるＳｌｅｅｐＦｉｒｓｔＰａｇｅＯｕｔＴｉｍｅ（以下、ＳＦＰＯＴと記載する）を短くすることが求められている。ＳＦＰＯＴを短縮するため、スイッチング電源に対し、スリープモードからシートへの画像形成を行うプリントモードへの復帰時間の短縮化の強い要求があり、スリープモードからプリントモードへの切替制御の高速化が求められている。しかしながら、スイッチング電源では、出力電圧の状態をフィードバックするフィードバック回路における応答遅延により、切替制御をこれ以上高速化できないという課題がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、スリープモードからプリントモードへの切替制御をより短い時間で行うことを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。

（１）１次巻線及び２次巻線を有し、１次側と２次側が絶縁されたトランスと、前記トランスの前記１次巻線に直列に接続された第１のスイッチング素子と、前記トランスの前記２次巻線に誘起された電圧を整流平滑する整流平滑手段と、前記整流平滑手段により整流平滑された電圧に応じた信号を出力するフィードバック手段と、前記フィードバック手段から出力された前記信号に基づいて、前記整流平滑手段により整流平滑された電圧が所定の電圧となるように前記第１のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、を備え、前記所定の電圧が第１の電圧となるように制御される第１の電圧状態と、前記所定の電圧が前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧となるように制御される第２の電圧状態とで動作することが可能な電源装置であって、前記第１の電圧状態と前記第２の電圧状態との切替えを前記制御手段に報知する報知手段と、前記第２の電圧を出力するための前記第１のスイッチング素子の目標オンデューティを予測する予測手段と、前記整流平滑手段により整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知する検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記報知手段により前記第１の電圧状態から前記第２の電圧状態に切り替えられることが報知された場合には、前記第１のスイッチング素子のオンデューティを前記目標オンデューティに向かって徐々に大きくするように制御する切替え状態に移行し、前記第１のスイッチング素子のオンデューティが前記目標オンデューティに到達した後に、前記検知手段により前記整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことが検知されると、前記第２の電圧状態に移行することを特徴とする電源装置。

（２）記録材に画像形成を行う画像形成手段と、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。

本発明によれば、スリープモードからプリントモードへの切替制御をより短い時間で行うことができる。

実施例１〜３の画像形成装置の構成を示す断面図実施例１〜３の電源装置の構成を示すブロック図実施例１〜３のスイッチング電源の回路構成を示す回路図実施例１〜３の電源制御部の制御シーケンスを示すフローチャート実施例１〜３の第１の電圧モードと第２の電圧モードを説明する図実施例１の切替制御モードの制御シーケンスを示すフローチャート実施例１の切替制御モードを説明するタイミングチャート実施例２の切替制御モードの制御シーケンスを示すフローチャート実施例２の切替制御モードを説明するタイミングチャート実施例３の切替制御モードの制御シーケンスを示すフローチャート実施例３の切替制御モードを説明するタイミングチャート

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の構成］
図１は、画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタの構成を示す断面図である。レーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００という）は、静電潜像が形成される感光ドラム１０１、感光ドラム１０１を一様に帯電する帯電部１０２、感光ドラム１０１に形成された静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像部１０３を備えている。また、プリンタ１００は、感光ドラム１０１にレーザ光を照射して、感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する露光装置１１１を備えている。プリンタ１００では、感光ドラム１０１上に形成されたトナー像は、転写部１０５によって、カセット１０４から給送された記録材であるシート（不図示）に転写される。トナー像が転写されたシートは、定着器１０６に搬送され、トナー像は定着器１０６でシートに定着され、トナー像が定着されたシートはトレイ１０７に排出される。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はモータ等の駆動部とエンジン制御部５００へ電力を供給している。エンジン制御部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の搬送動作等を制御している。エンジン制御部５００は、シートに画像形成を行うプリント状態であるプリント動作が終了すると、プリント状態に遷移可能な待機状態であるスタンバイ状態に移行する。更に、エンジン制御部５００は、スタンバイ状態に移行した後、所定時間が経過すると、プリンタ１００の待機時の消費電力を低減するため、省エネルギーモードであるスリープ状態に遷移する。このように、プリンタ１００はスリープ状態、スタンバイ状態、プリント状態の３つの状態を有し、エンジン制御部５００がプリンタ１００をそれぞれの状態に切り替える。

［電源装置の構成］
図２は、図１の電源装置１０８の概略構成を示す図である。図２に示すように、電源装置１０８は、商用交流電源１１０から入力される交流電圧を整流平滑する整流平滑部、スイッチング電源２００、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２５０を有している。

整流平滑部は、ダイオードブリッジ２０４、及び平滑コンデンサ２０５から構成されている。商用交流電源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とダイオードブリッジ２０４を介して全波整流され、平滑コンデンサ２０５により平滑化され、直流電圧Ｖｉｎが生成される。平滑コンデンサ２０５の低い側の電位を電位ＤＣＬ、高い側の電位を電位ＤＣＨとする。

直流電圧Ｖｉｎはスイッチング電源２００に入力され、スイッチング電源２００において入力された直流電圧Ｖｉｎは降圧され、直流の電圧２１８が出力される。そして、スイッチング電源２００から出力された電圧２１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０に入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０において入力された電圧２１８は降圧され、直流の電圧２６８が出力される。

スイッチング電源２００から出力される直流の電圧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に供給される。ロードＳＷは、プリンタ１００がプリント状態のときにはオン状態となり、モータ等の駆動部や画像形成部に電力供給が行われ、スリープ状態のときにはオフ状態となり、駆動部や画像形成部への電力供給は停止される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０が出力する電圧２６８は、エンジン制御部５００の電源電圧として使用される。

エンジン制御部５００は、出力電圧切替信号２０１を用いて、スイッチング電源２００が出力する電圧２１８の電圧値を、スリープ状態に必要な電圧（第１の電圧）、又はスタンバイ状態及びプリント状態に必要な電圧（第２の電圧）に切り替える。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、エンジン制御部５００を駆動するための電圧２６８のみが出力できればよい。そのため、スイッチング電源２００が出力する電圧２１８の電圧値をできるだけ電圧２６８に近い電圧値に設定することにより、電源装置１０８の電源効率を向上させている。本実施例では、第１の電圧の電圧値を５Ｖ、第２の電圧の電圧値を２４Ｖとしている。

また、エンジン制御部５００は、電圧２１８の電圧値の検知を行っている。具体的には、エンジン制御部５００では、スイッチング電源２００から出力される電圧２１８を分圧抵抗Ｒ２２０、Ｒ２２１によって分圧した電圧が、電圧検知端子２１９に入力される。エンジン制御部５００は、電圧検知端子２１９に入力された電圧のＡ／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）を行い、変換されたデジタル値に基づいて、電圧２１８の電圧値の検知を行う。

［スイッチング電源の構成］
図３は、スイッチング電源２００の回路構成を示す回路図である。図３において、スイッチング電源２００は、１次側に１次巻線Ｐ１、補助巻線Ｐ２を有し、２次側に２次巻線Ｓ１を有する絶縁型のトランスＴ１を備えている。トランスＴ１の１次巻線Ｐ１から、２次巻線Ｓ１には、後述する図５で説明するスイッチング制御によってエネルギーが供給される。トランスＴ１の補助巻線Ｐ２には、１次巻線Ｐ１に印加された電圧Ｖｉｎのフォワード電圧が誘起され、誘起された電圧をダイオードＤ４及びコンデンサＣ４で整流平滑して、電源電圧Ｖ１が生成される。

スイッチング電源２００の１次側は、１次巻線Ｐ１に直列接続された電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）１と、１次巻線Ｐ１に並列に接続された、電圧クランプ用のコンデンサＣ２とＦＥＴ２とが直列に接続された直列回路と、を有している。ＦＥＴ１と並列接続された電圧共振用のコンデンサＣ１は、ＦＥＴ１（第１のスイッチング素子）及びＦＥＴ２（第２のスイッチング素子）のスイッチオフ時の損失を低減するために設けられている。電圧共振用のコンデンサＣ１を設けずに、ＦＥＴ１のドレイン端子とソース端子間の容量を用いてもよい。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２は、それぞれＦＥＴ１、ＦＥＴ２のボディーダイオードである。一方、スイッチング電源２００の２次側には、２次巻線Ｓ１に生じるフライバック電圧の２次側の整流平滑手段として、ダイオードＤ１１及びコンデンサＣ１１が設けられている。

（フィードバック部）
また、スイッチング電源２００は、２次側に接続された負荷に出力される出力電圧Ｖｏｕｔ（図２の電圧２１８に対応）の電圧情報をトランスＴ１の１次側にフィードバックするフィードバック手段であるフィードバック部３０５を有している。フィードバック部３０５は、目標電圧と出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、電源制御部３０１のＦＢ端子に入力される電圧信号（以下、ＦＢ端子電圧という）を生成する。フィードバック部３０５は、シャントレギュレータＩＣ５、フォトカプラＰＣ５、ＦＥＴ５１、抵抗Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ５６を有している。出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧は、シャントレギュレータＩＣ５のリファレンス端子ＲＥＦの基準電圧、抵抗Ｒ５２、抵抗Ｒ５４、抵抗Ｒ５５によって設定される。

ＦＢ端子電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧と同一電圧値の場合には、所定の電圧値となる。本実施例では、所定の電圧値を、後述する電源電圧Ｖ２の電圧値３．３Ｖの半分の電圧値である１．６５Ｖとした。出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧よりも高くなると、シャントレギュレータＩＣ５のカソード端子Ｋの電流が増加するため、フォトカプラＰＣ５の２次側発光ダイオードに流れる電流が増加する。すると、フォトカプラＰＣ５の１次側フォトトランジスタがオンし、フォトトランジスタに並列に接続されているコンデンサＣ６から電荷が放電される。その結果、電源制御部３０１のＦＢ端子電圧が低下する。一方、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧よりも低くなると、シャントレギュレータＩＣ５のカソード端子Ｋの電流が減少するため、フォトカプラＰＣ５の２次側発光ダイオードに流れる電流も減少する。すると、フォトカプラＰＣ５の１次側フォトトランジスタがオフし、コンデンサＣ６は、電源電圧Ｖ２から抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ６に流れる電流によって充電される。その結果、電源制御部３０１のＦＢ端子電圧が上昇する。そして、電源制御部３０１は入力されるＦＢ端子電圧に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧と同じ電圧値になるように、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２のスイッチングを行うフィードバック制御を行っている。詳細は後述する。

また、エンジン制御部５００は、フィードバック部３０５に出力する出力電圧切替信号２０１を切り替えることにより、出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧を切り替えることができる。プリンタ１００がスタンバイ状態及びプリント状態の場合には、エンジン制御部５００は出力電圧切替信号２０１をＨｉｇｈ（ハイ）レベル（以下、ハイレベルと記載する）に設定する。すると、フィードバック部３０５のＦＥＴ５１がオン状態となり、抵抗Ｒ５４を流れる電流がＦＥＴ５１に流れ、抵抗Ｒ５５には殆ど電流が流れない状態となる。ここで、シャントレギュレータＩＣ５のＲＥＦ電圧をＶｒｅｆ、抵抗Ｒ５２の抵抗値をＲ_５２、抵抗Ｒ５４の抵抗値をＲ_５４、抵抗Ｒ５５の抵抗値をＲ_５５、計算の簡略化のためＦＥＴ５１のオン抵抗は無視できる程、小さいものとする。プリンタ１００のスタンバイ状態及びプリント状態における出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧Ｖ_２４Ｖは、次の（式１）で表される。

Ｖ_２４Ｖ＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ_５２＋Ｒ_５４）／Ｒ_５４・・・（式１）
本実施例では、具体的な目標電圧の設定値として、目標電圧Ｖ_２４Ｖは２４Ｖとする。

一方、プリンタ１００がスリープ状態の場合には、エンジン制御部５００は、出力電圧切替信号２０１をＬｏｗ（ロー）レベル（以下、ローレベルと記載する）に設定する。すると、フィードバック部３０５のＦＥＴ５１がオフ状態となり、抵抗Ｒ５４を流れる電流が抵抗Ｒ５５を流れる状態となる。計算の簡略化のためにＦＥＴ５１のオフ状態時に流れる電流を０Ａとすると、プリンタ１００のスリープ状態における出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧Ｖ_５Ｖは、次の（式２）で表される。

Ｖ_５Ｖ＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ_５２＋Ｒ_５４＋Ｒ_５５）／（Ｒ_５４＋Ｒ_５５）・・・（式２）
本実施例では、具体的な目標電圧の設定値として、目標電圧Ｖ_５Ｖは５Ｖとする。

（切替報知部）
報知手段である切替報知部３０６は、エンジン制御部５００から出力される出力電圧切替信号２０１に基づいて、目標電圧Ｖ_２４Ｖと目標電圧Ｖ_５Ｖの切替えタイミングを電源制御部３０１に報知する。切替報知部３０６は、フォトカプラＰＣ８、ＦＥＴ８１、抵抗Ｒ８１、Ｒ８２を有している。切替報知部３０６では、出力電圧切替信号２０１がハイレベルに設定されると、ＦＥＴ８１がオン状態となり、フォトカプラＰＣ８の２次側ダイオードが導通状態となり、抵抗Ｒ８１を介して電流が流れる。これにより、フォトカプラＰＣ８の１次側フォトトランジスタがオンし、フォトトランジスタに並列に接続されたコンデンサＣ８から電荷が放電され、電源制御部３０１のＳＬ端子に入力される電圧は、ローレベルとなる。一方、出力電圧切替信号２０１がローレベルに設定されると、ＦＥＴ８１がオフ状態となり、フォトカプラＰＣ８の２次側ダイオードは非導通状態となって、電流が流れなくなる。これにより、フォトカプラＰＣ８の１次側フォトトランジスタもオフ状態となる。その結果、電源電圧Ｖ２から、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ８に電流が流れて、コンデンサＣ８は充電され、電源制御部３０１のＳＬ端子に入力される電圧は、ハイレベルとなる。

電源制御部３０１は、ＳＬ端子の入力電圧に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔとして５Ｖを出力する第１の電圧モードと、出力電圧Ｖｏｕｔとして２４Ｖを出力する第２の電圧モードとの出力電圧Ｖｏｕｔの切替えを行う。第１の電圧モードでは、ＳＬ端子の入力電圧はハイレベルであり、第２の電圧モードでは、ＳＬ端子の入力電圧はローレベルである。

（電源制御部）
本実施例では、電源制御部３０１には、発振器などからのクロック信号で動作する演算制御手段（例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣなど）を用いており、電源制御部３０１は時間を計測するタイマ（不図示）や、データ等を記憶するメモリ（不図示）を有している。電源制御部３０１のＶＣ端子には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０４によって生成された電源電圧Ｖ２が供給される。電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧に基づき、ＦＥＴ１を駆動する制御信号ＤＳ１、及び、ＦＥＴ２を駆動する制御信号ＤＳ２を出力する。そして、ＦＥＴ駆動部３０２は、電源制御部３０１から出力された制御信号ＤＳ１、ＤＳ２に応じてＦＥＴ１、ＦＥＴ２の制御を行う。また、電源制御部３０１のＶＳ端子には、トランスＴ１の補助巻線Ｐ２に生じたフォワード電圧を整流平滑した電源電圧Ｖ１を、抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧した電圧が入力される。電源制御部３０１は、ＶＳ端子に入力される電圧に基づいて、スイッチング電源２００に入力される電圧Ｖｉｎの電圧を検知する。なお、ＳＬ端子、ＦＢ端子についての詳細な説明は後述する。

（ＦＥＴ駆動部）
ＦＥＴ駆動部３０２は、電源制御部３０１から出力された制御信号ＤＳ１、ＤＳ２に応じて、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２のゲート端子に入力される駆動信号ＤＬ、ＤＨを生成する。ＦＥＴ駆動部３０２のＶＣ端子には、電源電圧Ｖ１が供給される。また、ＦＥＴ２を駆動するため、ＦＥＴ駆動部３０２のＶＨ端子には、コンデンサＣ５及びダイオードＤ５で構成されるチャージポンプ回路によって、電源電圧が供給される。ＦＥＴ駆動部３０２は、制御信号ＤＳ１がハイレベルに設定されると、ＦＥＴ１のゲート端子に出力される駆動信号ＤＬをハイレベルに設定し、これによりＦＥＴ１はオン状態となる。一方、ＦＥＴ駆動部３０２は、制御信号ＤＳ２がハイレベルに設定されると、ＦＥＴ２のゲート端子に出力される駆動信号ＤＨをハイレベルに設定し、これによりＦＥＴ２はオン状態となる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０４は、３端子レギュレータ、又は降圧型スイッチング電源であり、ＶＣ端子に入力された電源電圧Ｖ１から電源電圧Ｖ２を生成し、生成した電源電圧Ｖ２をＯＵＴ端子から出力する。起動回路３０３は、３端子レギュレータ、又は降圧型スイッチング電源であり、ＶＣ端子に入力された電源電圧Ｖｉｎから電源電圧Ｖ１を生成し、生成した電源電圧Ｖ１をＯＵＴ端子から出力する。なお、起動回路３０３は、補助巻線Ｐ２に誘起される電圧から生成される電源電圧Ｖ１が所定の電圧値以下の場合のみ動作する回路であり、スイッチング電源２００の起動時に電源電圧Ｖ１を供給するために用いられる。

上述したように、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧を監視することにより出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷の状態を把握することができるため、負荷の状態に応じた出力電圧Ｖｏｕｔの適切な制御を行うことができる。なお、電源制御部３０１が、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷の状態をより正確に判断するために、例えばＦＥＴ１や、プリンタ１００の負荷に電力を供給する経路に、電流検出手段（不図示）を設けてもよい。

［電源制御部の制御シーケンス］
図４は、電源制御部３０１の制御シーケンスを示すフローチャートである。図４に示す処理は、スイッチング電源２００に電圧Ｖｉｎが供給され、電源制御部３０１が起動されると、電源制御部３０１により実行される。

ステップ（以下、Ｓとする）１０１では、電源制御部３０１は、第１の電圧モード（第１の電圧状態）で動作し、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_５Ｖになるように制御する。なお、第１の電圧モードの詳細は後述する。このとき、プリンタ１００はスリープ状態であり、エンジン制御部５００は、出力電圧切替信号２０１をローレベルに設定している。Ｓ１０２では、電源制御部３０１は、ＳＬ端子に入力される電圧に基づいて、エンジン制御部５００が出力している出力電圧切替信号２０１がハイレベルかどうか判断する。電源制御部３０１は、出力電圧切替信号２０１がハイレベルであると判断した場合には処理をＳ１０３に進め、出力電圧切替信号２０１がローレベルであると判断した場合には処理をＳ１０１に戻し、第１の電圧モードを継続する。Ｓ１０３では、電源制御部３０１は、切替制御モードで動作し、切替制御モードでの処理が終了すると、処理をＳ１０４に進める。なお、切替制御モードの詳細は後述する。

Ｓ１０４では、電源制御部３０１は、第２の電圧モード（第２の電圧状態）で動作し、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_２４Ｖになるように制御する。なお、第２の電圧モードの詳細は後述する。このとき、プリンタ１００はスタンバイ状態又はプリント状態であり、エンジン制御部５００は、出力電圧切替信号２０１をハイレベルに設定している。Ｓ１０５では、電源制御部３０１は、ＳＬ端子に入力される電圧に基づいて、エンジン制御部５００が出力している出力電圧切替信号２０１がローレベルかどうか判断する。電源制御部３０１は、出力電圧切替信号２０１がローレベルであると判断した場合には処理をＳ１０６に進め、出力電圧切替信号２０１がハイレベルであると判断した場合には処理をＳ１０４に戻し、第２の電圧モードを継続する。

Ｓ１０６では、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧によらず、ＦＥＴ１を駆動する制御信号ＤＳ１において、前回設定したＦＥＴ１のオンＤｕｔｙ（オンデューティ）の値よりも小さいオンＤｕｔｙの値を設定する。なお、ＦＥＴ１がオン状態となる期間を示すオンＤｕｔｙは、出力電圧Ｖｏｕｔがアンダーシュートしないよう、徐々に小さくする。Ｓ１０７では、電源制御部３０１は、Ｓ１０６で設定したＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを設定した制御信号ＤＳ１をＦＥＴ駆動部３０２に出力してＦＥＴ１を駆動する。なお、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１がオフすると、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２が共にオフ状態となるデッドタイム後に、ＦＥＴ２がオン状態となるように制御信号ＤＳ２を出力する。Ｓ１０８では、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２がそれぞれ１回オン状態となる１周期が経過したかどうか判断し、１周期が経過したと判断した場合には処理をＳ１０９に進め、１周期が経過していないと判断した場合には処理をＳ１０８に戻す。Ｓ１０９では、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧値であるかどうか判断する。電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧値であると判断した場合には処理をＳ１０１に戻して、第１の電圧モードに切り替える。一方、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧値ではない（所定範囲内の電圧まで降下していない）と判断した場合には処理をＳ１０６に戻し、更に制御信号ＤＳ１に設定するＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを小さくする。

［ＦＥＴ１、ＦＥＴ２の制御］
図５は、第１の電圧モード及び第２の電圧モードにおける、電源制御部３０１によるＦＥＴ１、ＦＥＴ２の制御を説明する図である。図５（Ａ）は、第１の電圧モード（５Ｖ出力時、破線で記載）と、第２の電圧モード（２４Ｖ出力時、実線で記載）における、ＦＢ端子電圧と、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの関係を説明する図である。図５（Ａ）において、縦軸はＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を示し、横軸はＦＢ端子電圧の電圧値を示している。また、破線で示すグラフは、出力電圧Ｖｏｕｔが５ＶのときのＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙとの対応関係を示している。なお、破線で示すグラフは２つあり、一方のグラフは商用交流電源１１０から入力される交流電圧の電圧値Ｖａｃが１１０Ｖｒｍｓ（そのときの入力電圧Ｖｉｎが１５５Ｖ）の場合のグラフである。他方のグラフは、商用交流電源１１０から入力される交流電圧の電圧値Ｖａｃが１２０Ｖｒｍｓ（そのときの入力電圧Ｖｉｎが１７０Ｖ）の場合のグラフである。

一方、実線で示すグラフは、出力電圧Ｖｏｕｔが２４ＶのときのＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙとの対応関係を示している。なお、実線で示すグラフは２つあり、一方のグラフは商用交流電源１１０から入力される交流電圧の電圧値Ｖａｃが１１０Ｖｒｍｓ（そのときの入力電圧Ｖｉｎが１５５Ｖ）の場合のグラフである。他方のグラフは、商用交流電源１１０から入力される交流電圧の電圧値Ｖａｃが１２０Ｖｒｍｓ（そのときの入力電圧Ｖｉｎが１７０Ｖ）の場合のグラフである。

電源制御部３０１は、第１の電圧モード、第２の電圧モードのどちらにおいても、ＦＢ端子電圧が増加すると、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を増加させ、ＦＥＴ１のオン状態の時間が長くなるように制御している。また、第１の電圧モード（出力電圧Ｖｏｕｔは５Ｖ）と、第２の電圧モード（出力電圧Ｖｏｕｔは２４Ｖ）では、目標電圧が大きく異なる。そのため、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が同一の電圧値でも、第２の電圧モードでは、第１の電圧モードと比べて、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを大きくして、ＦＥＴ１のオン状態の時間がより長くなるように制御している。すなわち、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを、出力電圧Ｖｏｕｔに応じて制御している。このように、第１の電圧モードと第２の電圧モードにおいて、それぞれ、ＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの関係が最適になるように設定することで、ＦＢ端子電圧の出力電圧Ｖｏｕｔに対する分解能を高くすることができる。

また、電源制御部３０１は、第１の電圧モードと第２の電圧モードそれぞれにおいて、ＶＳ端子に入力される電圧に基づいて検出した電圧Ｖｉｎの電圧値に応じて、ＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの対応関係を設定している。これにより、電圧Ｖｉｎが異なる場合においても、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを最適に制御することができる。

上述したように、図５（Ａ）には、商用交流電源１１０から入力される交流電圧が１１０Ｖｒｍｓ、及び１２０Ｖｒｍｓの場合における、ＦＢ端子電圧と、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの関係を示している。具体的には、商用交流電源１１０からの交流電圧の電圧値が高い場合には、入力電圧Ｖｉｎも高くなるため、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが高くならないように、ＦＥＴ１のオン時間を短く設定する。すなわち、電源制御部３０１は、商用交流電源１１０からの交流電圧の電圧値が高い場合には、低い場合に比べてＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが小さくなるように制御している。図５（Ａ）の直線５２０は、目標電圧Ｖ_２４Ｖ、商用交流電源１１０の交流電圧が１２０Ｖｒｍｓの場合の、ＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの対応関係を示している。

また、電源制御部３０１は、図５に示す第１の電圧モード、第２の電圧モードの処理において、出力電圧Ｖｏｕｔを一定に保つ制御を行うため、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが急激に変化しないよう、１回のオンＤｕｔｙの変更量に上限を設けている。これにより、ＦＢ端子電圧やＶＳ端子の電圧に単発ノイズが乗った場合でも、電源制御部３０１の制御が不安定になることを防止している。

続いて、ＦＥＴ１とＦＥＴ２を用いたスイッチング動作について説明する。図５（Ｂ）は、本実施例のＦＥＴ１とＦＥＴ２のスイッチング動作を説明するタイミングチャートである。図５（Ｂ）において、（ａ）はＦＥＴ１のゲート端子を駆動する駆動信号ＤＬの電圧波形、（ｂ）はＦＥＴ２のゲート端子を駆動する駆動信号ＤＨの電圧波形、（ｃ）はＦＥＴ１のドレイン端子電流の電流波形を示している。また、図５（Ｂ）の（ｄ）はＦＥＴ１のドレイン端子とソース端子間の電圧波形を示している。なお、図中の「周期」は、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２が起動される１周期の期間を示しており、「デッドタイム」は、ＦＥＴ１を駆動する駆動信号ＤＬ、ＦＥＴ２を駆動する駆動信号ＤＨが共にローレベルとなっている期間を示している。また、「ＦＥＴ１のオン時間」は、駆動信号ＤＬがハイレベルの期間を示しており、駆動信号ＤＬがハイレベルの期間では、ＦＥＴ１がオン状態となる。同様に、「ＦＥＴ２のオン時間」は、駆動信号ＤＨがハイレベルの期間を示しており、駆動信号ＤＨがハイレベルの期間では、ＦＥＴ２がオン状態となる。図５（Ｂ）に示すように、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１とＦＥＴ２をともにオフさせるデッドタイムを挟んでＦＥＴ１とＦＥＴ２を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う。

図５（Ｂ）の（ｃ）に示すように、ＦＥＴ１のオン時間には、ＦＥＴ１のドレイン端子にドレイン電流が流れ、トランスＴ１にエネルギーが供給される。出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷が重くなるほど、ＦＥＴ１のオン時間を長くして、トランスＴ１に供給するエネルギーを大きくする必要がある。

一方、ＦＥＴ２のオン時間には、トランスＴ１の２次側の巻線Ｓ１から２次側の回路へエネルギーが供給される。それと共に、図５（Ｂ）の（ｄ）に示すように、電圧クランプ用のコンデンサＣ２とトランスＴ１の共振動作によって、ＦＥＴ１のドレイン端子とソース端子間には、共振電圧波形が示す電圧が印加される。ＦＥＴ２のオン時間は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値と出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷の状態に応じて、適切なオン時間を設定するのが望ましい。出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷が重くなるほど、トランスＴ１の２次側の巻線Ｓ１から、２次側の回路へエネルギーを供給するのに必要な時間が長くなるため、ＦＥＴ２のオン時間を長く設定する必要がある。また、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が低い場合には、２次側の巻線Ｓ１に生じる電圧が小さくなり、２次側の回路へエネルギーを供給するのに必要な時間が長くなるため、ＦＥＴ２のオン時間は長く設定する必要がある。そのため、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷が重い場合や、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が低い場合には、ＦＥＴ２のオン時間を長くする制御を行う。

ところで、出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧を目標電圧Ｖ_５Ｖから目標電圧Ｖ_２４Ｖに切り替えるとき、フィードバック部３０５には応答遅延が発生する。シャントレギュレータＩＣ５は、出力電圧切替信号２０１がハイレベルに設定されると、ＲＥＦ端子の電圧が急激に低下するため、電流ＩＲＥＦが流れ、ＲＥＦ端子の電圧を上昇させる。このとき、抵抗Ｒ５２とシャントレギュレータＩＣ５のＲＥＦ端子の寄生容量によって、ＲＥＦ端子の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆに上昇させるまでに、遅れが発生する。

また、電流ＩＲＥＦの電流値が無視できないほど大きい場合には、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_２４Ｖとなった場合であっても、（抵抗Ｒ５２の抵抗値）×（電流ＩＲＥＦ）による電圧だけ出力電圧Ｖｏｕｔが高くなるように、フォトカプラＰＣ５が動作する。その結果、ＦＢ端子電圧は、本来の入力電圧よりも低い電圧値となる。そのため、電源制御部３０１がＦＢ端子電圧に基づいてＦＥＴ１、ＦＥＴ２のスイッチング制御を行うと、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧は上がり続け、スイッチング電源２００が故障するおそれがある。一方、電流ＩＲＥＦを大きくしないように、電源制御部３０１がＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を増加させる速度を制限すると、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧になるまでの時間が長くなり、ＳＦＰＯＴが長くなってしまうことになる。

［切替制御モードの制御シーケンス］
本実施例では、図４のＳ１０３に示す出力電圧Ｖｏｕｔの切替制御モードを実行することにより、スイッチング電源２００を故障させることなく、ＳＦＰＯＴの短縮を行う。以下では、切替制御モードにおける処理について、図６、図７を用いて説明する。

図６は、電源制御部３０１の切替制御モードにおける制御シーケンスを示すフローチャートであり、図４のＳ１０３の処理を詳細に示すフローチャートである。図６の処理は、図４のＳ１０２において、電源制御部３０１が出力電圧切替信号２０１がハイレベルであることを検知すると、電源制御部３０１により実行される。なお、電源制御部３０１は、データを記憶するメモリ（不図示）を有しており、メモリには上述した図５（Ａ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔと入力電圧Ｖｉｎに応じた、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値とＦＢ端子電圧とを対応付けた情報が予め記憶されているものとする。

Ｓ６００では、電源制御部３０１は、出力電圧切替信号２０１がハイレベルに切り替わってからの経過時間を計測するため、タイマをリセットし、スタートさせる。Ｓ６０１では、電源制御部３０１は、ＶＳ端子に入力される電圧に基づいて検出した電圧Ｖｉｎの電圧検出値に基づき、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_２４ＶとなるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを予測し、予測値を決定する。出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_２４ＶとなるときのＦＥＴ１のオンＤｕｔｙは、図５（Ａ）に示すＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの関係から予測することができる。すなわち、電源制御部３０１は、上述したメモリに格納されているＦＥＴ１のオンＤｕｔｙとＦＢ端子電圧とを対応付けた情報に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_２４ＶとなるときのＦＢ端子電圧に対応するＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを取得する。例えば、目標電圧（Ｖ_２４Ｖ）が２４Ｖ、検出した入力電圧Ｖｉｎが１７０Ｖであった場合には、上述したメモリに記憶されている、図５（Ａ）の直線５２０が示す比例関係を用いる。本実施例では、出力電圧Ｖｏｕｔが２４ＶのときのＦＢ端子電圧は１．６５Ｖになるように設計されている。そのため、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が１．６５ＶとなるときのＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを予測値として使用する。Ｓ６０２では、電源制御部３０１は、Ｓ６０１で予測したＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測値に基づいて、ＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙ（目標オンデューティ）の値を決定する。本実施例では、目標オンＤｕｔｙの値として、Ｓ６０１で予測したオンＤｕｔｙの予測値をそのまま使用する。

Ｓ６０３では、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧を参照せずに、現時点でのＦＥＴ１のオンＤｕｔｙにオンＤｕｔｙの値を増加させる一定の値を加算することにより、オンＤｕｔｙの値を大きくする。Ｓ６０４では、電源制御部３０１は、Ｓ６０３で決定したＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を用いてＦＥＴ１を駆動する。なお、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１がオフすると、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２が共にオフ状態となるデッドタイム後に、ＦＥＴ２がオン状態となるように制御する。Ｓ６０５では、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２がそれぞれ１回オン状態となる１周期が経過したかどうか判断し、１周期が経過したと判断した場合には処理をＳ６０６に進め、１周期が経過していないと判断した場合には処理をＳ６０５に戻す。Ｓ６０６では、電源制御部３０１は、今回のＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値がＳ６０２で決定した目標オンＤｕｔｙの値以上かどうか（オンＤｕｔｙ≧目標オンＤｕｔｙ？）判断する。電源制御部３０１は、今回のＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値が目標オンＤｕｔｙの値以上であると判断した場合には、処理をＳ６０７に進める。一方、電源制御部３０１は、今回のＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値が目標オンＤｕｔｙの値未満であると判断した場合には、処理をＳ６０３に戻し、更にＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを大きくする。

Ｓ６０７では、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを目標オンＤｕｔｙの値に保持した状態で、ＦＥＴ１とＦＥＴ２を駆動する。ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの値に設定して制御することにより、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が目標電圧Ｖ_２４Ｖよりも高い電圧に上昇し続けることを防ぎ、これによりスイッチング電源２００の故障発生を防止している。Ｓ６０８では、電源制御部３０１は、タイマを参照して、出力電圧切替信号２０１がハイレベルに設定されてから所定時間（第１の所定時間）が経過したかどうか判断する。電源制御部３０１は、所定時間が経過したと判断した場合には図６に示す切替制御モードの処理を終了し、処理を図４のＳ１０４に進める。一方、電源制御部３０１は、所定時間が経過していないと判断した場合には、処理をＳ６０８に戻す。「所定時間」は、出力電圧切替信号２０１がハイレベルに切り替わってから、シャントレギュレータＩＣ５の電流ＩＲＥＦが十分小さくなるまでに要する時間とし、メモリ（不図示）に格納されているものとする。電流ＩＲＥＦが十分小さくなるまでの所要時間は、抵抗Ｒ５２の抵抗値やシャントレギュレータＩＣ５のＲＥＦ端子の寄生容量から算出し、素子ばらつき等を考慮して決定し、予めメモリに設定しておく。これにより、電源制御部３０１は、スイッチング電源２００を不安定な動作をさせることなく、第２の電圧モードに移行させることができる。

なお、本実施例では、目標電圧（Ｖ_２４Ｖ）におけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測手段として、ＶＳ端子に入力される電圧に基づいて検出した電圧Ｖｉｎと、ＦＢ端子電圧とＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの比例関係を用いた手法を説明した。しかしながら、予測手段はこれに限らず、例えば、第１の電圧モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を用いて予測してもよい。具体的には、電源制御部３０１は、第１の電圧モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値をメモリに記憶しておく。出力電圧切替信号２０１に応じて、出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖから２４Ｖに切り替えると、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を４．８倍になる。そのため、電源制御部３０１は、第１の電圧モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を４．８倍した値をＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測値として使用する。この手法では、電圧Ｖｉｎを検出しなくても、目標電圧（Ｖ_２４Ｖ）におけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を予測することができる。そのため、電圧Ｖｉｎを検出するために電源電圧Ｖ１を抵抗分圧してＶＳ端子に入力する回路が不要となり、コストダウンが可能となる。

また、本実施例では、制御を簡易にするため、オンＤｕｔｙの値を一定量増加させる制御としているが、この制御方法に限定されるものではなく、ＦＢ端子電圧を参照しない方法であればよい。例えばオーバーシュートを低減するため、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値が目標オンＤｕｔｙに近づいたら、オンＤｕｔｙの値に加算する増加量を減少させて、出力電圧Ｖｏｕｔをゆっくり上昇させるように制御してもよい。

また、本実施例では、Ｓ６０８で、電源制御部３０１は所定時間が経過したことを判断し第２の電圧モードへ移行しているが、この判断方法に限定されるものではなく、フィードバック部３０５が応答していることを判断できればよい。例えば、後述する実施例２、３のように、ＦＢ端子電圧が所定範囲内であると判断した場合に第２の電圧状態へ移行する方法でもよい。更に、所定時間が経過したこと、又はＦＢ端子電圧が所定範囲内であることのどちら一方が満たされた場合に、第２の電圧モードへ移行する方法でもよい。

［第１の電圧モードから第２の電圧モードへの移行］
図７は、本実施例におけるスイッチング電源２００が第１の電圧モードから第２の電圧モードに移行するときのタイミングチャートである。図７において、（ａ）はエンジン制御部５００によるプリンタ１００の制御状態、（ｂ）は出力電圧切替信号２０１の状態、（ｃ）は電源制御部３０１のＦＢ端子電圧の状態、（ｄ）は電源制御部３０１によるスイッチング電源２００の状態を示している。更に、図７（ｅ）は、スイッチング電源２００のＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの状態、図７（ｆ）はスイッチング電源２００の出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を示している。また、図７の横軸方向は、時間を示し、ｔ１、ｔ２、ｔ３は時間（タイミング）を示している。なお、以下の説明において、括弧内の（ａ）〜（ｆ）は、図７の（ａ）〜（ｆ）を指している。

エンジン制御部５００は、出力電圧切替信号２０１をロー（Ｌｏｗ）レベルからハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに切り替えるまでは、プリンタ１００をスリープ状態に設定し（（ａ））、出力電圧切替信号２０１はローレベルの状態に設定している（（ｂ））。そして、スイッチング電源２００において、電源制御部３０１のＦＢ端子電圧は１．６５Ｖであり（（ｃ））、電源制御部３０１はスイッチング電源２００を第１の電圧モードに設定している（（ｄ））。また、スイッチング電源２００は、電源制御部３０１によって第１の電圧モードで制御されているため（（ｄ））、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値は一定のオンＤｕｔｙが設定され（（ｅ））、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値は５Ｖを保持している（（ｆ））。

エンジン制御部５００は、外部装置（不図示）からプリント指示を受信すると（（ａ））、プリンタ１００をスリープ状態からプリント状態へ遷移させるため、時間ｔ１で、出力電圧切替信号２０１をローレベル状態からハイレベル状態に切り替える（（ｂ））。出力電圧切替信号２０１によって、出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧が５Ｖから２４Ｖに切り替えられるため、電源制御部３０１のＦＢ端子電圧は上限値である３．３Ｖまで上昇する（（ｃ））。そして、電源制御部３０１は、ＳＬ端子に入力された電圧に基づいて、出力電圧切替信号２０１がハイレベルに設定されたと判断すると、スイッチング電源２００を第１の電圧モードから切替制御モードに切り替える（（ｄ））。

電源制御部３０１は、切替制御モードでは、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの値まで上昇させ、時間ｔ２において、目標オンＤｕｔｙの値まで上昇させた後は、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの値に保持する（（ｅ））。このとき、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値は５Ｖから２４Ｖに上昇する（（ｆ））。

そして、電源制御部３０１が、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの値に設定したタイミング（ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値が目標オンＤｕｔｙの値に到達した時間ｔ２）で、エンジン制御部５００は、プリンタ１００をプリント状態に移行する。本実施例では、エンジン制御部５００は、電圧検知端子２１９に入力された電圧に基づいて検知した出力電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧以上である（（ｆ））と判断すると、プリンタ１００の状態をスリープ状態からプリント状態へ移行させる（（ａ））。本実施例では、所定の電圧の閾値は、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷を起動可能な電圧値である２０Ｖに設定している。なお、プリンタ１００のプリント状態への移行タイミングの判断手法は、上述した手法に限定されるものではない。例えば、出力電圧Ｖｏｕｔが一定期間変わらないことでプリント状態への移行タイミングを判断する手法でもよい。また、エンジン制御部５００が電源制御部３０１との通信によって、電源制御部３０１からＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが目標オンＤｕｔｙに到達したタイミングを取得する方法でもよい。

エンジン制御部５００は、プリンタ１００をプリント状態に移行するとプリント動作を開始する。電源制御部３０１のＦＢ端子電圧は、シャントレギュレータＩＣ５のＲＥＦ端子の入力電圧が安定すると、出力電圧Ｖｏｕｔが２４Ｖを出力しているときのＦＢ端子電圧の電圧値である１．６５Ｖに下降する（（ｃ））。電源制御部３０１は、切替制御モードに移行してから所定の時間が経過した後の時間ｔ３に、第２の電圧モードに移行する（（ｄ））。ここで、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが目標オンＤｕｔｙに到達してから、電源制御部３０１がスイッチング電源２００を第２の電圧モードに切り替えるまでの時間は約５０ｍｓｅｃ（ミリ秒）である。この間にプリンタ１００が行う動作は、ロードＳＷ（不図示）の切替や定着器１０６のリレー駆動（不図示）である。そのため、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷の変動は小さく、出力電圧Ｖｏｕｔを一定の電圧に保持することができる。一方、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷変動の大きい感光ドラム１０１の駆動や、記録材（シート）の搬送駆動、定着器１０６の回転駆動は、電源制御部３０１がスイッチング電源２００を第２の電圧モードに切り替えてから駆動が開始される。そのため、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷の変動が大きくなるときには、電源制御部３０１は出力電圧ＶｏｕｔをＦＢ端子電圧に基づいて制御しており、負荷変動による出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値の変動を小さく抑えることができる。したがって、フィードバック部が応答するよりも早くプリントを開始できるため、ＳＦＰＯＴを短縮することができる。なお、図７のタイミングチャートでは、エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からプリント状態へ遷移させる場合のタイミングチャートを示している。エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からスタンバイ状態へ切り替える場合も、図７に示すタイミングチャートと同様の制御が行われる。

以上説明したように、本実施例では、電源制御部３０１は、第１の電圧モードから第２の電圧モードに切り替える切替制御モードにおいて、第２の電圧モードのＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの予測値に基づいて決定する。また、電源制御部３０１はＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを目標オンＤｕｔｙまで短い期間で到達させることで、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧を、短い時間で５Ｖから２４Ｖに切り替えることができる。このような制御を行う電源制御部３０１を有するスイッチング電源２００を備えた電源装置１０８をプリンタ１００に備えることで、プリンタ１００のＳＦＰＯＴを短縮することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、スリープモードからプリントモードへの切替制御をより短い時間で行うことができる。

実施例２では、切替制御モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値が実施例１よりも大きい目標オンＤｕｔｙを設定する実施例について説明する。なお、本実施例では、プリンタ１００、電源装置１０８、及びスイッチング電源２００の構成は、実施例１と同様であり、ここでの説明を省略する。また、切替制御モードにおける制御方法は実施例１と異なるが、電源制御部３０１によるスイッチング電源２００の制御や、電源制御部３０１による第１の電圧モード及び第２の電圧モードにおける制御は実施例１と同様であるため、ここでの説明を省略する。

［切替制御モードの制御シーケンス］
図８は、本実施例の電源制御部３０１の切替制御モードにおける制御シーケンスを示すフローチャートであり、実施例１の図４のＳ１０３の処理を詳細に示すフローチャートである。図８の処理は、図４のＳ１０２において、電源制御部３０１は出力電圧切替信号２０１がハイレベルであることを検知すると、電源制御部３０１により実行される。

Ｓ８０１の処理は、実施例１の図６に示すＳ６０１の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。なお、実施例１で説明したように、電源制御部３０１は、第１の電圧モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を４．８倍した値をＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測値として使用してもよい。Ｓ８０２では、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが電圧Ｖ_２４Ｖよりも高くなるように、ＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙを、Ｓ８０１で予測したＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測値よりも大きな値に決定する。本実施例では、素子バラつきを考慮しても出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２４Ｖを超えるように、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２６Ｖとなるような目標オンＤｕｔｙの値に決定する。具体的には、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙと出力電圧Ｖｏｕｔとは比例関係を有することから、Ｓ８０１で予測したオンＤｕｔｙの予測値を２６／２４した値、すなわち１．０８倍した値を、ＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙの値として決定する。

Ｓ８０３〜Ｓ８０７の処理は、実施例１の図６に示すＳ６０３〜Ｓ６０７の処理と同様の処理であるため、ここでの説明を省略する。

Ｓ８０８では、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧であるかどうか（ＦＢ端子電圧が所定範囲内？）判断する。電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧であると判断した場合には、図８に示す切替制御モードの処理を終了し、処理を実施例１の図４のＳ１０４に進める。これにより、電源制御部３０１は、スイッチング電源２００を第２の電圧モードに移行する。一方、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧ではないと判断した場合には処理をＳ８０８に戻す。

実施例１で説明したように、フィードバック部３０５では、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値に対して応答遅延が生じる。そのため、ＦＢ端子電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖ_２４Ｖに到達しても、上限値３．３Ｖを示した状態のままで、すぐには下降しない。そして、フィードバック部３０５が応答すると、ＦＢ端子電圧は出力電圧Ｖｏｕｔに応じた電圧に下降する。本実施例では、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが２４Ｖより少し高い電圧になるような目標オンＤｕｔｙでＦＥＴ１を駆動している。そのため、出力電圧Ｖｏｕｔは２４Ｖよりも高くなり、ＦＢ端子電圧は中央値１．６５Ｖよりも低い電圧まで降下するため、電源制御部３０１は、確実にＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧値であるかどうか判断することができる。実際には、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が２Ｖになると所定範囲内の電圧であると判断し、スイッチング電源２００を第２の電圧モードに移行させる。

［第１の電圧モードから第２の電圧モードへの移行］
図９は、本実施例におけるスイッチング電源２００が第１の電圧モードから第２の電圧モードに移行するときのタイミングチャートである。図９において、（ａ）はエンジン制御部５００によるプリンタ１００の制御状態、（ｂ）は出力電圧切替信号２０１の状態、（ｃ）は電源制御部３０１のＦＢ端子電圧の状態、（ｄ）は電源制御部３０１によるスイッチング電源２００の状態を示している。更に、図９（ｅ）は、スイッチング電源２００のＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの状態、図９（ｆ）はスイッチング電源２００の出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を示している。また、図９の横軸方向は、時間を示し、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３は時間（タイミング）を示している。なお、以下の説明において、括弧内の（ａ）〜（ｆ）は、図９の（ａ）〜（ｆ）を指している。

図９において、時間ｔ１１で、出力電圧切替信号２０１がロー（Ｌｏｗ）レベルからハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに設定される。これにより、電源制御部３０１がスイッチング電源２００を第１の電圧モードから切替制御モードに移行させるまでの動作は、実施例１の図７と同様であるため、ここでの説明は省略する。

電源制御部３０１は、切替制御モードにおいて、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを出力電圧Ｖｏｕｔが２６Ｖとなるような目標オンＤｕｔｙの値まで上昇させ、時間ｔ１２において、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを目標オンＤｕｔｙの値のままで保持する（（ｅ））。このとき、出力電圧Ｖｏｕｔは第１の電圧モードのときの５Ｖから２６Ｖに上昇する（（ｆ））。

一方、エンジン制御部５００は、電源制御部３０１がＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを目標オンＤｕｔｙに設定したことにより、出力電圧Ｖｏｕｔが２６Ｖに到達したタイミング（時間ｔ１２）で、プリンタ１００をプリント状態に移行させる（（ａ））。本実施例では、エンジン制御部５００は、電圧検知端子２１９に入力される電圧に基づいて検知した出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が所定電圧以上であると判断し、プリンタ１００のプリント状態への移行を決定する。本実施例では、エンジン制御部５００がプリンタ１００のプリント状態への移行が可能と判断する出力電圧Ｖｏｕｔの所定電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷を起動可能な電圧値である２０Ｖに設定した。なお、プリンタ１００のプリント状態への移行タイミングの判断手法は、これに限定されず、実施例１で示した手法でもよい。そして、エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からプリント状態に移行させると、プリンタ１００はプリント動作を開始する（（ａ））。

電源制御部３０１に入力されるＦＢ端子電圧は、シャントレギュレータＩＣ５のＲＥＦ端子の入力電圧が安定すると、出力電圧Ｖｏｕｔが２６Ｖ出力のときのＦＢ端子電圧値である０Ｖに向けて下降を始める。時間ｔ１３において、ＦＢ端子電圧の電圧値が２Ｖ以下となると、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧は所定範囲内の電圧値であると判断し、スイッチング電源２００を切替制御モードから第２の電圧モードに切り替える（（ｄ））。電源制御部３０１は、第２の電圧モードでは、ＦＢ端子電圧に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔの制御を行う。そのため、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧が２４Ｖのときの値となり、出力電圧Ｖｏｕｔは目標電圧２４Ｖとなるように制御され、ＦＢ端子電圧は１．６５Ｖとなる。

本実施例では、実施例１と同様に、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが目標オンＤｕｔｙに到達してから（（ｅ））、電源制御部３０１がスイッチング電源２００を切替制御モードから第２の電圧モードに切り替えるまでの負荷変動は小さい。そのため、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔを一定の電圧に保持することができる。一方、スイッチング電源２００が第２の電圧モードに切り替わってからは、電源制御部３０１は、出力電圧ＶｏｕｔをＦＢ端子電圧に基づいて制御している。そのため、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷の変動が大きくても、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧変動を抑えることができる。したがって、フィードバック部が応答するよりも早くプリントを開始できるため、ＳＦＰＯＴを短縮することができる。

また、例えばフィードバック部３０５の故障などによって、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧に収束しない場合には、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔの出力を停止させる。そして、エンジン制御部５００も、プリンタ１００のプリント動作を停止し、故障であることを外部装置（不図示）に報知するようにしてもよい。なお、図９のタイミングチャートでは、エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からプリント状態へ遷移させる場合のタイミングチャートを示した。エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からスタンバイ状態へ切り替える場合も、図９に示すタイミングチャートと同様の制御が行われる。

また、本実施例では、Ｓ８０８で、電源制御部３０１はＦＢ端子電圧が所定範囲内であることを判断し、第２の電圧モードへ移行しているが、この判断方法に限定されるものではなく、フィードバック部３０５が応答していることを判断できればよい。例えば、実施例１の図６のＳ６０８に記載の方法のように、所定時間が経過したことによって第２の電圧モードへの移行を判断する方法でもよい。更に、所定時間が経過したこと、又はＦＢ端子電圧が所定範囲内であることのどちら一方が満たされた場合に、第２の電圧モードへ移行する方法でもよい。

以上説明したように、本実施例では、電源制御部３０１は、第１の電圧モードから第２の電圧モードに切り替える切替制御モードにおいて、第２の電圧モードのＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの予測値よりも大きい値に決定する。また、電源制御部３０１は、目標オンＤｕｔｙを予測したオンＤｕｔｙよりも大きい値とすることで、確実にＦＢ端子電圧が下降し、所定範囲内であることを判断できる。そのため、電源制御部３０１は、安全に第２の電圧モードに切り替えることができる。このような制御を行う電源制御部３０１を有するスイッチング電源２００を備えた電源装置１０８をプリンタ１００に備えることで、プリンタ１００のＳＦＰＯＴを短縮することができる。

実施例３では、切替制御モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙに実施例１よりも小さい目標オンＤｕｔｙの値を設定する実施例について説明する。なお、本実施例では、プリンタ１００、電源装置１０８、及びスイッチング電源２００の構成は、実施例１と同様であり、ここでの説明を省略する。また、切替制御モードにおける制御方法は実施例１と異なるが、電源制御部３０１によるスイッチング電源２００の制御や、電源制御部３０１による第１の電圧モード及び第２の電圧モードにおける制御は実施例１と同様であるため、ここでの説明を省略する。

［切替制御モードの制御シーケンス］
図１０は、本実施例の電源制御部３０１の切替制御モードにおける制御シーケンスを示すフローチャートであり、実施例１の図４のＳ１０３の処理を詳細に示すフローチャートである。図１０の処理は、図４のＳ１０２において、電源制御部３０１が出力電圧切替信号２０１がハイレベルであることを検知すると、電源制御部３０１により実行される。

Ｓ１００１の処理は、実施例１の図６に示すＳ６０１の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。なお、実施例１で説明したように、電源制御部３０１は、第１の電圧モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を４．８倍した値をＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測値として使用してもよい。Ｓ１００２では、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが電圧Ｖ_２４Ｖよりも低くなるように、ＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙを、Ｓ１００１で予測したＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの予測値よりも小さな値に決定する。そして、電源制御部３０１は、決定したＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙをメモリ（不図示）に格納する。本実施例では、素子バラつきを考慮しても出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２４Ｖよりも低く、かつ、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷を起動可能な電圧値である２２Ｖになるよう、目標オンＤｕｔｙの値に決定する。具体的には、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙと出力電圧Ｖｏｕｔとは比例関係を有することから、Ｓ１００１で予測したオンＤｕｔｙの予測値を２２／２４した値、すなわち０．９２倍した値を、ＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙの値として決定する。本実施例の目標オンＤｕｔｙは、第２の電圧モードにおけるＦＥＴ１のオンＤｕｔｙよりも低い値に設定されているため、切替制御モードにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔは第２の電圧モードの電圧値である２４Ｖを超えない。Ｓ１００３〜Ｓ１００６の処理は、実施例１の図６に示すＳ６０３〜Ｓ６０６の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。

Ｓ１００７の処理は、実施例１の図６に示すＳ６０７の処理と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。Ｓ１００８では、電源制御部３０１は、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが目標オンＤｕｔｙの値に到達してからの経過時間を計測するために、タイマをリセットし、スタートさせる。

Ｓ１００９では、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧であるかどうか（ＦＢ端子電圧が所定範囲内？）判断する。電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧であると判断した場合には、図１０に示す切替制御モードの処理を終了し、処理を実施例１の図４のＳ１０４に進める。これにより、電源制御部３０１は、スイッチング電源２００を第２の電圧モードに移行する。一方、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧ではないと判断した場合には、処理をＳ１０１０に進める。なお、本実施例では、ＦＢ端子電圧が上下限値のときにノイズで誤動作しないよう、所定範囲を２Ｖ以下としている。

Ｓ１０１０では、電源制御部３０１は、タイマを参照して、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが目標オンＤｕｔｙに到達してから所定時間（第２の所定時間）が経過したかどうか判断する。電源制御部３０１は、所定時間が経過していないと判断した場合には処理をＳ１００９に戻し、所定時間が経過していると判断した場合には処理をＳ１０１１に進める。ここで、「所定時間」とは、フィードバック部３０５の応答遅延時間のことであり、本実施例では、予めフィードバック部３０５の応答遅延時間を計測し、計測した時間をメモリ（不図示）に格納しておき、所定時間として用いる。

Ｓ１０１１では、電源制御部３０１は、目標オンＤｕｔｙを再設定する。本実施例では、電源制御部３０１は、Ｓ１００２でメモリ（不図示）に格納した前回の目標オンＤｕｔｙを取得し、前回の目標オンＤｕｔｙの値よりも大きい値を新たなＦＥＴ１の目標オンＤｕｔｙとして再設定し、処理をＳ１００３に戻す。目標オンＤｕｔｙは、Ｓ１００２において本来の出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値である２４Ｖよりも低い電圧に対応する値としている。そのため、例えばＦＢ端子電圧の分解能を高くした場合、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２２Ｖに到達しても、ＦＢ端子電圧が上限値３．３Ｖのままで、下降しない可能性がある。そこで、電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が、上述した所定時間であるフィードバック部３０５の応答遅延時間を超えても所定電圧範囲内の電圧に降下しない場合には、目標オンＤｕｔｙの値を少しずつ上げて、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を上げる制御を行う。これにより、電源制御部３０１に入力されるＦＢ端子電圧は、確実に、所定範囲内の電圧まで降下することが可能になる。なお、初回の目標オンＤｕｔｙは、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２２Ｖに対応するオンＤｕｔｙであるため、少なくとも１回は、Ｓ１０１１の処理が実行される。

［第１の電圧モードから第２の電圧モードへの移行］
図１１は、本実施例におけるスイッチング電源２００が第１の電圧モードから第２の電圧モードに移行するときのタイミングチャートである。図１１において、（ａ）はエンジン制御部５００によるプリンタ１００の制御状態、（ｂ）は出力電圧切替信号２０１の状態、（ｃ）は電源制御部３０１のＦＢ端子電圧の状態、（ｄ）は電源制御部３０１によるスイッチング電源２００の状態を示している。更に、図１１（ｅ）は、スイッチング電源２００のＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの状態、図１１（ｆ）はスイッチング電源２００の出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を示している。また、図１１の横軸方向は、時間を示し、時間ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４は時間（タイミング）を示している。なお、以下の説明において、括弧内の（ａ）〜（ｆ）は、図１１の（ａ）〜（ｆ）を指している。

図１１において、時間ｔ２１で、出力電圧切替信号２０１がロー（Ｌｏｗ）レベルからハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに設定される。これにより、電源制御部３０１がスイッチング電源２００を第１の電圧モードから切替制御モードに移行させるまでの動作は、実施例１の図７と同様であるため、ここでの説明は省略する。

電源制御部３０１は、切替制御モードにおいて、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを出力電圧Ｖｏｕｔが２２Ｖとなるような目標オンＤｕｔｙの値まで上昇させ、時間ｔ２２において、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを目標オンＤｕｔｙの値のままで保持する（（ｅ））。このとき、出力電圧Ｖｏｕｔは第１の電圧モードのときの５Ｖから２２Ｖに上昇する（（ｆ））。

一方、エンジン制御部５００は、電源制御部３０１がＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを目標オンＤｕｔｙに設定したことにより、出力電圧Ｖｏｕｔが２２Ｖに到達したタイミング（時間ｔ２２）で、プリンタ１００をプリント状態に移行させる（（ａ））。本実施例では、エンジン制御部５００は、電圧検知端子２１９に入力される電圧に基づいて検知した出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が所定電圧以上であると判断し、プリンタ１００のプリント状態への移行を決定する。本実施例では、エンジン制御部５００がプリンタ１００のプリント状態への移行が可能と判断する出力電圧Ｖｏｕｔの所定電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔが供給される負荷を起動可能な電圧値である２０Ｖに設定した。なお、プリンタ１００のプリント状態への移行タイミングの判断手法は、これに限定されず、実施例１で示した手法でもよい。そして、エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からプリント状態に移行させると、プリンタ１００はプリント動作を開始する（（ａ））。

電源制御部３０１に入力されるＦＢ端子電圧は、シャントレギュレータＩＣ５のＲＥＦ端子の入力電圧が安定すると、出力電圧Ｖｏｕｔが２２Ｖ出力のときのＦＢ端子電圧値となる。本実施例では、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２２Ｖのときは、ＦＢ端子電圧は上限値３．３Ｖを示すため、電源制御部３０１に入力されるＦＢ端子電圧の電圧値は３．３Ｖのままである（（ｃ））。

電源制御部３０１は、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙが目標オンＤｕｔｙの値に到達してから、時間ｔ２３になるまでは、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧に加工するかどうかを監視する。そして、時間ｔ２３になり、所定時間（フィードバック部３０５の応答遅延時間）が経過しても、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧にならない場合には、電源制御部３０１は、目標オンＤｕｔｙの値を大きくする（（ｅ））。その後、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙを新たに設定した目標オンＤｕｔｙの値に応じて大きくすることにより、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値も上昇する（（ｆ））。この処理が、ＦＢ端子電圧が所定電圧範囲内に降下するまで繰り返される。目標オンＤｕｔｙの値を再設定するタイミングでは、既にフィードバック部３０５の応答遅延時間である所定時間を超えている（経過している）ため、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧が高くなると、ＦＢ端子電圧は徐々に下降する。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値が２４Ｖであるかどうかは、ＦＢ端子電圧の電圧が所定範囲内の電圧であるかどうかに基づいて判断することができる。電源制御部３０１は、時間ｔ２４において、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧であると判断すると、スイッチング電源２００を第２の電圧モードに移行する。

電源制御部３０１は、第２の電圧モードでは、ＦＢ端子電圧に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを制御する。そのため、ＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値は、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧が２４Ｖのときの値となり、出力電圧Ｖｏｕｔは目標電圧２４Ｖに制御される（（ｆ））。その結果、ＦＢ端子電圧は１．６５Ｖとなる（（ｃ））。

また、例えばフィードバック部３０５の故障などによって、ＦＢ端子電圧が所定範囲内の電圧に収束しない場合には、電源制御部３０１は、出力電圧Ｖｏｕｔの出力を停止する。そして、エンジン制御部５００も、プリンタ１００のプリント動作を停止し、故障であることを外部装置（不図示）に報知するようにしてもよい。なお、図１１のタイミングチャートでは、エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からプリント状態へ遷移させる場合のタイミングチャートを示した。エンジン制御部５００が、プリンタ１００をスリープ状態からスタンバイ状態へ切り替える場合も、図９に示すタイミングチャートと同様の制御が行われる。

また、本実施例では、Ｓ１００９で電源制御部３０１は、ＦＢ端子電圧が所定範囲内であることを判断し、第２の電圧モードへ移行しているが、この判断方法に限定されるものではなく、フィードバック部３０５が応答していることを判断できればよい。例えば、実施例１の図６のＳ６０８に記載の方法のように、所定時間が経過したことによって第２の電圧モードへの移行を判断する方法でもよい。更に、所定時間が経過したこと、又はＦＢ端子電圧が所定範囲内であることのどちら一方が満たされた場合に、第２の電圧モードへ移行する方法でもよい。

上述した実施例では、スイッチング電源２００は、２つのスイッチング素子（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２）を有するアクティブクランプ方式の電源装置を例として説明した。上述した実施例は、例えば、ＦＥＴのオンＤｕｔｙに応じて出力電圧が決定されるタイプのスイッチング電源（例えば、フォワード電源）である場合には、スイッチング素子（ＦＥＴ）が１つの電源にも適応可能である。

以上説明したように、本実施例では、電源制御部３０１は、第１の電圧モードから第２の電圧モードに切り替える切替制御モードにおいて、第２の電圧モードのＦＥＴ１のオンＤｕｔｙの値を目標オンＤｕｔｙの予測値よりも小さい値に決定する。これにより、電源制御部３０１は、出力電圧は第２の電圧モードの電圧よりも高くならないため、安全に第２の電圧モードに切り替えることができる。このような制御を行う電源制御部３０１を有するスイッチング電源２００を備えた電源装置１０８をプリンタ１００に備えることで、プリンタ１００のＳＦＰＯＴを短縮することができる。

３０１電源制御部
３０５フィードバック部
３０６切替報知部
ＦＥＴ１電界効果トランジスタ

Claims

１次巻線及び２次巻線を有し、１次側と２次側が絶縁されたトランスと、
前記トランスの前記１次巻線に直列に接続された第１のスイッチング素子と、
前記トランスの前記２次巻線に誘起された電圧を整流平滑する整流平滑手段と、
前記整流平滑手段により整流平滑された電圧に応じた信号を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック手段から出力された前記信号に基づいて、前記整流平滑手段により整流平滑された電圧が所定の電圧となるように前記第１のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備え、前記所定の電圧が第１の電圧となるように制御される第１の電圧状態と、前記所定の電圧が前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧となるように制御される第２の電圧状態とで動作することが可能な電源装置であって、
前記第１の電圧状態と前記第２の電圧状態との切替えを前記制御手段に報知する報知手段と、
前記第２の電圧を出力するための前記第１のスイッチング素子の目標オンデューティを予測する予測手段と、
前記整流平滑手段により整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知する検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記報知手段により前記第１の電圧状態から前記第２の電圧状態に切り替えられることが報知された場合には、前記第１のスイッチング素子のオンデューティを前記目標オンデューティに向かって徐々に大きくするように制御する切替え状態に移行し、前記第１のスイッチング素子のオンデューティが前記目標オンデューティに到達した後に、前記検知手段により前記整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことが検知されると、前記第２の電圧状態に移行することを特徴とする電源装置。
前記１次巻線に印加される入力電圧を検出する電圧検出手段を有し、
前記予測手段は、前記電圧検出手段により検出された前記入力電圧に基づいて、前記目標オンデューティを予測することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記予測手段は、前記第１の電圧状態のときの前記第１のスイッチング素子のオンデューティに基づいて、前記目標オンデューティを予測することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記目標オンデューティは、前記整流平滑された電圧が前記第２の電圧のときの前記第１のスイッチング素子のオンデューティであることを特徴とする請求項２又は請求項３の電源装置。
前記目標オンデューティは、前記整流平滑された電圧が前記第２の電圧よりも高い電圧のときの前記第１のスイッチング素子のオンデューティであることを特徴とする請求項２又は請求項３の電源装置。
前記目標オンデューティは、前記整流平滑された電圧が前記第２の電圧よりも低い電圧のときの前記第１のスイッチング素子のオンデューティであることを特徴とする請求項２又は請求項３の電源装置。
前記検知手段は、第１の所定時間が経過したことにより、前記整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の電源装置。
前記検知手段は、第１の所定時間が経過したことにより、又は前記フィードバック手段が前記第２の電圧に応じた信号を出力することにより、前記整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の電源装置。
前記第１の所定時間は、前記制御手段が前記報知手段により前記第１の電圧状態と前記第２の電圧状態との切替えを報知されたタイミングから、前記フィードバック手段が前記第２の電圧に応じた信号を出力するまでの予め決められた時間であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記第１のスイッチング素子のオンデューティが前記目標オンデューティに到達した後、第２の所定時間が経過しても、前記検知手段が前記整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知しない場合には、前記目標オンデューティよりも大きい目標オンデューティを再設定し、前記第１のスイッチング素子のオンデューティを前記再設定した目標オンデューティに向かって徐々に大きくするように制御することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
前記第２の所定時間は、前記整流平滑された電圧が前記第２の電圧に到達してから、前記フィードバック手段が前記第２の電圧に応じた信号を出力するまでの予め決められた時間であることを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記目標オンデューティの再設定を少なくとも１回、行うことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の電源装置。
前記検知手段は、前記フィードバック手段が出力する前記信号に基づいて、前記整流平滑された電圧が前記目標オンデューティに応じた電圧に到達したことを検知することを特徴とする請求項４、請求項５、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記第１のスイッチング素子のオンデューティを前記目標オンデューティに向かって一定量ずつ増加させ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。
前記制御手段は、前記第１のスイッチング素子のオンデューティを前記目標オンデューティに向かって大きく増加させ、前記第１のスイッチング素子のオンデューティが前記目標オンデューティに近くなると増加量を減少させ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。
前記トランスの前記１次巻線に並列に接続された第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子に直列に接続され、前記第２のスイッチング素子とともに前記トランスの前記１次巻線に並列に接続されたコンデンサと、
を備え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。
前記制御手段は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行うことを特徴とする請求項１６に記載の電源装置。
記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項１から請求項１７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。
記録材に画像形成を行う画像形成部と、
前記画像形成部を制御する制御部と、
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、消費電力を低減させるときには前記電源装置を前記第１の電圧状態に設定し、記録材に画像形成を行う場合に前記電源装置を前記第２の電圧状態に設定することを特徴とする画像形成装置。