JP3744304B2 - 電源装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置に係り、特に、電子写真方式のプリンタや複写機に用いられる電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置では、動作状態を表示するための液晶ディスプレイ、操作盤、画像形成のための装置(例えば帯電装置、感光体、光ビーム走査装置、定着装置等)、及びこれらに電源を供給するための電源装置(例えばスイッチング電源)等を備えている。
【0003】
上記のような画像形成装置では、装置の各部へ電源を供給するための電源装置を、例えば図5に示すように供給する電力の大きさなどによってメイン電源及びサブ電源に分けるのが通常となっている。
【0004】
ここで、メイン電源は、図5に示すように定常動作時(画像形成時)に必要な負荷、例えば感光体を回転させるためのモータや光ビーム走査装置に含まれるポリゴンミラーを回転させるためのモータ等に電力を供給する。一方、サブ電源は、例えばIPS(Image Processing System:画像処理システム)やハードディスク等の定常動作時に必要な負荷、LEDやファン、液晶ディスプレイ等の定常動作時以外の待機時に必要な負荷、及びFAX指示信号やプリント指示信号等を検知する回路を備えた制御回路等に電力を供給する。
【0005】
このような電源装置では、前記待機時には、制御回路において外部からのFAX指示信号等を監視し、一定時間以上FAX指示信号等を受信していない場合には、オフ信号をメイン電源へ送出することによりメイン電源をオフし、無駄な消費電力を抑えている。
【0006】
例えば、特開平7−248738号公報には、表示される映像内容に変化があるか否かを判断し、映像内容に変化がない場合にはメイン電源をオフする装置が記載されている。
【0007】
また、特開平8−95431号公報には、表示部などの通常負荷の電源装置と待機状態を持つモータなどの電源装置(メイン電源)とを分離し、複写開始スイッチが操作されたときにモータなどの電源装置に電源を供給することにより省電力を図る装置が記載されている。
【0008】
さらに、特開平9−134096号公報には、画像形成時のみ必要な駆動電圧を発生する駆動系電源回路(メイン電源)と待機時に最低必要な電圧を発生する制御系電源回路とを備え、待機時には画像形成時のみ必要な駆動系電源回路を停止させることにより省電力を図る装置が記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、何れもメイン電源をオンオフするためのオンオフ信号を送出する機能と該オンオフ信号を送出する条件としての外部信号を検出する機能とを備えた制御回路が必要となりコストが高くなる。また、この制御回路は装置特有のものとなるため、機種毎に作成しなければならず、異なる機種間で電源装置の共有化を図ることが困難となる。
【0010】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、簡単な構成で省電力を図ることができると共に、異なる機種間で装置を共有化することが可能な電源装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、通常動作モードに動作する第1機器部と、待機動作モードに動作する機器及び駆動入力信号による通常動作モード時に動作する機器を含む第2機器部と、を備えた対象装置に対して電力を供給する電源装置において、前記第1機器部に電力を供給する主電源と、前記第2機器部に電力を供給する副電源と、前記副電源の電力供給状態に応じた電流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出した電流が前記第2機器部を作動することができる所定値以上になった場合に前記主電源をオンし、前記電流が所定値より小さくなった場合に前記主電源をオフする制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
対象装置は、通常動作モードに動作する第1機器部と、待機動作モードに動作する機器及び駆動入力信号による通常動作モード時に動作する機器を含む第2機器部と、を備えている。このような対象装置としては、例えば画像形成装置がある。このような対象装置に対して電力を供給する電源装置において、主電源は、通常動作モード時にのみ作動する第1機器部へ電力を供給する。前記装置がファクシミリやプリンタ、複写機などの場合には、第1機器部としては、例えば感光体上に画像に応じた潜像を形成するための光ビーム走査装置に含まれるポリゴンミラーや前記感光体等を回転させるためのモータ等の駆動系の機器が含まれる。
【0013】
副電源は、待機動作モードに動作する機器及び駆動入力信号による通常動作モード時に動作する機器を含む第2機器部へ電力を供給する。この駆動入力信号は、例えば前記対象装置の駆動を指示する駆動指示信号であり、例えばFAX指示信号やプリント指示信号、タイマー信号等が含まれる。
【0014】
また、第2機器部としては、例えばIPS(画像処理システム)やハードディスク等の通常動作時、すなわち画像形成時に必要な負荷、及びLEDやファン、液晶ディスプレイ、FAX指示信号やプリント指示信号を検出する検出回路等の定常動作時以外の待機時に必要な負荷等の制御系の機器が含まれる。
【0021】
なお、第2機器部の作動状態は、副電源から供給される電圧や電流により検出することができる。
【0022】
そこで、検出手段は、第2機器部の作動状態として副電源の電力供給状態に応じた電流を検出し、制御手段は、検出した電流が所定値以上になった場合に主電源をオンし、前記電流が所定値より小さくなった場合に主電源をオフする
【0023】
第2機器部の作動状態は、前述したように電力供給状態に応じた電流の検出により行うことができ、この電流の検出には、例えば抵抗やカレントトランス等を用いて行うことができる。
【0024】
制御手段は、検出した電流が所定値、すなわち第2機器部を作動することができる電流以上になった場合には、第2機器部が例えば画像形成のために電力を消費しており、通常動作モードであると判断することができるため主電源をオンし、第1機器部に対して電力の供給を開始する。一方、前記電流が所定値より小さくなった場合には、第2機器部があまり電力を消費しておらず、待機動作モードであると判断することができるので主電源をオフし、第1機器部に対して電力の供給を停止する。
【0025】
これにより、待機状態における無駄な電力の消費を抑えることができると共に、オンオフ信号を主電源に対して送出する等の特別な制御回路等が不要となりコストを抑えることができると共に、他の装置との独立性を高めることができ、異なる機種間で電源装置の共有化を図ることが可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態について説明する。まず、本発明の概略について図1を参照して説明する。
【0027】
図1に示すように、電源装置10は、主電源としてのメイン電源12と副電源としてのサブ電源14とに分かれており、メイン電源12は、図1に示すように第1機器部11としての定常動作時(画像形成時)に必要な負荷、例えば感光体を回転させるためのモータや光ビーム走査装置に含まれるポリゴンミラーを回転させるためのモータ等に電源を供給する。
【0028】
一方、サブ電源14は、例えばIPSやハードディスク等の第2機器部13としての定常動作時に必要な負荷、LEDやファン、液晶ディスプレイ、画像形成装置を駆動するための駆動入力信号15としてのFAX指示信号やプリント指示信号を検出する信号検出回路等の定常動作時以外の待機時に必要な負荷に電源を供給する。
【0029】
ここで、待機時においてFAX指示信号やプリント指示信号等の待機状態を解除する信号を前記信号検出回路が検知すると、前記画像形成に必要なIPSやハードディスクが画像形成のための動作を行うため消費する電力量が増加する。これにより、サブ電源14からの電力供給量が増加する。
【0030】
そして、検出手段17が、サブ電源14からIPSやハードディスク等へ所定値以上の電力が供給されていることを検出すると、スイッチ手段19がメイン電源12をオンする。これにより、メイン電源12からモータなどへ電力の供給が開始される。
【0031】
逆に、画像形成処理が終了すると、サブ電源14内の前記負荷検出手段が検出する電力が所定値以下となり、メイン電源12内の前記スイッチ手段がオフする。これにより、メイン電源12からの電力供給が停止され、待機状態に戻る。
【0032】
次に、電源装置10の具体的な回路構成について図2を参照して説明する。
【0033】
図2に示す電源装置10のサブ電源14は、トランス16を備えている。トランス16の1次巻線18の一端は、入力平滑回路22に接続されており、他端はMOS−FET24のドレイン端子が接続されている。MOS−FET24のゲート端子は制御回路26が接続されており、ソース端子は入力平滑回路22に接続されている。
【0034】
入力平滑回路22は、交流電源28に接続されている。入力平滑回路22は、例えばダイオードやコンデンサ等を含んで構成され、交流電源28から供給される交流電力を整流平滑し、直流電力としてトランス16の1次巻線18に供給する。
【0035】
そして、MOS−FET24のゲート端子に制御回路26から制御信号が入力されることによりトランス16の1次巻線18に印加される直流電圧がスイッチングされる。これにより、トランス16の2次巻線20側には、巻線比に応じた交流電圧が誘起される。
【0036】
2次巻線20の一端は、ダイオード30のアノード端子に接続されている。ダイオード30のカソード端子は、抵抗32の一端、コンデンサ34の一端、定常動作時に必要な負荷であるIPSやハードディスク、及び待機時に必要な負荷であるファン、LED、液晶ディスプレイ等に接続されている。これにより、2次巻線20に誘起された交流電圧は、ダイオード30及びコンデンサ34により整流平滑されて前記IPSやハードディスク、ファン、LED、液晶ディスプレイ等に直流電圧として供給される。
【0037】
なお、制御回路26では、出力電圧を検出し、該検出した出力電圧に応じた検出信号を出力する図示しない検出回路からの前記検出信号をモニタし、出力電圧が目標電圧となるように制御信号のデューティ比をフィードバック制御する。
【0038】
抵抗32の他端はフォトカプラ36の発光ダイオード36Aのアノード端子が接続されている。発光ダイオード36Aのカソード端子は、NPNのトランジスタ38のコレクタ端子に接続されている。トランジスタ38のベース端子は、2次巻線20の他端及び検出手段としての検出抵抗40の一端に接続されている。検出抵抗40の他端はコンデンサ34の他端に接続されると共に接地されている。
【0039】
一方、メイン電源12は、トランス42を備えている。トランス42の1次巻線44Aの一端は、入力平滑回路48に接続されており、他端はMOS−FET50のドレイン端子が接続されている。MOS−FET50のゲート端子は制御回路52が接続されており、ソース端子は入力平滑回路48に接続されている。
【0040】
入力平滑回路48は、交流電源28に接続されている。入力平滑回路48は、例えばダイオードやコンデンサ等を含んで構成され、交流電源28から供給される交流電力を整流平滑し、直流電力としてトランス42の1次巻線44Aに供給する。
【0041】
そして、MOS−FET50のゲート端子に制御回路52のOUT端子から制御信号が入力されることによりトランス42の1次巻線44Aに印加される直流電圧がスイッチングされる。これにより、トランス42の2次巻線46側には、巻線比に応じた交流電圧が誘起される。
【0042】
2次巻線46の一端は、ダイオード54のアノード端子に接続されている。ダイオード54のカソード端子は、コンデンサ56の一端、定常動作時に必要な負荷であるモータ等に接続されている。また、2次巻線46の他端は、コンデンサ56の他端に接続されると共に接地されている。これにより、2次巻線46に誘起された交流電圧は、ダイオード54及びコンデンサ56により整流平滑されて前記モータ等に直流電圧として供給される。
【0043】
なお、制御回路52では、出力電圧を検出し、該検出した出力電圧に応じた検出信号を出力する図示しない検出回路からの前記検出信号をモニタし、出力電圧が目標電圧となるように制御信号のデューティ比をフィードバック制御する。
【0044】
一方、トランス42の一次巻線44Bの一端は、ダイオード58のアノード端子が接続されており、他端は、フォトカプラ36のフォトトランジスタ36Bのエミッタ端子及び制御回路52のGND端子に接続されている。ダイオード58のカソード端子は、抵抗60の一端に接続されると共に制御回路52のVcc端子に接続されている。抵抗60の他端は、フォトトランジスタ36Bのコレクタ端子に接続されると共に、制御回路52のON/OFF端子に接続されている。
【0045】
なお、トランジスタ38、フォトカプラ36、及び制御回路52は本発明の制御手段に対応する。
【0046】
次に、第1実施形態の作用について説明する。
【0047】
制御回路26によりMOS−FET24のゲート端子に所定周期でオンオフを繰り返す制御信号が出力されると、トランス16の1次巻線18にエネルギーが蓄えられ、トランス16の2次巻線20に2次側巻線電圧が発生する。
【0048】
そして、2次巻線20側に誘起された交流電圧は、ダイオード30及びコンデンサ34で整流平滑されて直流電圧として出力される。
【0049】
ここで、待機状態の場合には、前記IPSやハードディスクに供給される負荷電流が少ないため、検出抵抗40を流れる電流も少ない。すなわち、検出抵抗40による電圧降下が小さいため、トランジスタ38がオンせず、フォトカプラ36の発光ダイオード36Aに電流が流れない。従って、メイン電源12側のフォトトランジスタ36Bが導通しないため、制御回路52のON/OFF端子には、ハイレベルが入力される。
【0050】
制御回路52では、ON/OFF端子にハイレベルが入力されている場合には、OUT端子からMOS−FET50へ出力する制御信号をオフする。これにより、メイン電源12からモータなどへの電力の供給が遮断される。
【0051】
そして、外部からFAX指示信号やプリント指示信号等の待機状態を解除する信号を前記信号検出回路が検知すると、前記画像形成に必要なIPSやハードディスクが画像形成のための動作を行うため消費する電力量が増加する。これにより、サブ電源14からの電力供給量が増加する。
【0052】
すなわち、負荷電流が増加し、検出抵抗40を流れる電流も大きくなる。従って、検出抵抗40による電圧降下が大きくなり、トランジスタ38がオンする。これにより、フォトカプラ36の発光ダイオード36Aに電流が流れ、メイン電源12側のフォトトランジスタ36Bが導通し、制御回路52のON/OFF端子には、ローレベルが入力される。
【0053】
制御回路52では、ON/OFF端子にローレベルが入力されると、OUT端子からMOS−FET50への制御信号の出力を開始する。これにより、トランス42の1次巻線44Aにエネルギーが蓄えられ、トランス42の2次巻線46に2次側巻線電圧が発生し、該2次巻線46側に誘起された交流電圧は、ダイオード54及びコンデンサ56で整流平滑されて直流電圧としてモータなどに出力される。
【0054】
なお、トランジスタ38をオンさせるタイミングの変更は、例えば検出抵抗40の抵抗値を変更することにより行うことができる。
【0055】
このように、抵抗40を流れる電流の大きさ、すなわちサブ電源14から供給される電力の大きさに応じて自動的にメイン電源12の起動がオンオフされるため、メイン電源をオンオフするためのオンオフ信号を送出する機能と該オンオフ信号を送出する条件としての外部信号を検出する機能とを備えた特別な制御回路が不要となりコストを抑えることができると共に、前記制御回路への電源供給も不要となるため、さらに省電力化を図ることができる。また、前記制御回路が不要のため、他の装置との独立性を高めることができ、異なる機種間で電源装置の共有化を図ることが可能となる。従って、設計が行いやすくなると共に短期開発が可能となる。
【0056】
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態において説明した電源装置10の変形例について説明する。なお、図2に示す電源装置10と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0057】
図3に示す電源装置10’は、2次巻線20の他端とコンデンサ34との間に検出手段としてのカレントトランス62の一次巻線62Aが接続されている。カレントトランス62の2次巻線62Bには、抵抗64が接続されている。また、二次巻線62Bの一端は接地され、他端はダイオード66のアノード端子及び他端が接地されたコンデンサ68の一端が接続されている。
【0058】
ダイオード66のカソード端子は、抵抗70の一端が接続されており、抵抗70の他端は抵抗72の一端及びトランジスタ74のベース端子に接続されている。抵抗72の他端及びトランジスタ74のエミッタ端子は、2次巻線44Bの他端、コンデンサ76の他端、及び制御回路52のGND端子に接続されている。コンデンサ76の一端はダイオード58のカソード端子、抵抗60の一端、及び制御回路52のVcc端子に接続されている。トランジスタ74のコレクタ端子は、制御回路52のON/OFF端子及び抵抗60の他端に接続されている。
【0059】
次に、第2実施形態の作用について説明する。
【0060】
待機状態の場合には、IPSやハードディスクに供給される負荷電流が少ないため、カレントトランス62の一次巻線62Aの電圧が小さい。このため、2次巻線62Bに誘起される電圧も小さく、トランジスタ74が導通しない。従って、制御回路52のON/OFF端子には、ハイレベルが入力される。
【0061】
制御回路52では、ON/OFF端子にハイレベルが入力されている場合には、OUT端子からMOS−FET50へ出力する制御信号をオフする。これにより、メイン電源12からモータなどへの電力の供給が遮断される。
【0062】
そして、外部からFAX指示信号やプリント指示信号等の待機状態を解除する信号を前記信号検出回路が検知すると、前記画像形成に必要なIPSやハードディスクが画像形成のための動作を行うため消費する電力量が増加する。これにより、サブ電源14からの電力供給量が増加する。
【0063】
すなわち、負荷電流が増加し、カレントトランス62の一次巻線62Aを流れる電流も大きくなる。従って、一次巻線62Aの電圧が大きくなり、2次巻線62Bに誘起される電圧も大きくなるため、トランジスタ74が導通する。これにより、制御回路52のON/OFF端子には、ローレベルが入力される。
【0064】
制御回路52では、ON/OFF端子にローレベルが入力されると、OUT端子からMOS−FET50への制御信号の出力を開始する。これにより、トランス42の1次巻線44Aにエネルギーが蓄えられ、トランス42の2次巻線46に2次側巻線電圧が発生し、該2次巻線46側に誘起された交流電圧は、ダイオード54及びコンデンサ56で整流平滑されて直流電圧としてモータなどに出力される。
【0065】
このように、カレントトランス62にかかる電圧の大きさ、すなわちサブ電源14から供給される電力の大きさに応じて自動的にメイン電源12の起動がオンオフされるため、メイン電源をオンオフするためのオンオフ信号を送出する機能と該オンオフ信号を送出する条件としての外部信号を検出する機能とを備えた特別な制御回路が不要となりコストを抑えることができると共に、前記制御回路への電源供給も不要となるため、さらに省電力化を図ることができる。また、前記制御回路が不要のため、他の装置との独立性を高めることができ、異なる機種間で電源装置の共有化を図ることが可能となる。従って、設計が行いやすくなると共に短期開発が可能となる。
【0066】
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、第2実施形態において説明した電源装置10の変形例について説明する。なお、図3に示す電源装置10と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0067】
図4に示す電源装置10”は、MOS−FET24のソース端子と入力平滑回路22との間に、並列に抵抗が接続されたカレントトランス80の一次巻線80Aが接続されている。カレントトランス80の2次巻線80Bの一端はダイオードを介して制御回路26のOCP端子、コンデンサ82の一端、及びツェナーダイオード84のカソード端子が接続されており、他端は制御回路26のGND端子及びコンデンサ82の他端に接続されている。ツェナーダイオード84のアノード端子には抵抗86の一端が接続されており、抵抗86の他端はフォトカプラ36の発光ダイオード36Aのアノード端子が接続されている。
【0068】
次に、第3実施形態の作用について説明する。
【0069】
待機状態の場合には、IPSやハードディスクに供給される負荷電流が少ないため、カレントトランス80の一次巻線80Aにかかる電圧が小さい。このため、2次巻線80Bに誘起される電圧も小さく、ツェナーダイオード84が導通しない。従って、フォトカプラ36の発光ダイオード36Aに電流が流れず、メイン電源12側のフォトトランジスタ36Bが導通しないため、制御回路52のON/OFF端子には、ハイレベルが入力される。
【0070】
制御回路52では、ON/OFF端子にハイレベルが入力されている場合には、OUT端子からMOS−FET50へ出力する制御信号をオフする。これにより、メイン電源12からモータなどへの電力の供給が遮断される。
【0071】
そして、外部からFAX指示信号やプリント指示信号等の待機状態を解除する信号を前記信号検出回路が検知すると、前記画像形成に必要なIPSやハードディスクが画像形成のための動作を行うため消費する電力量が増加する。これにより、サブ電源14からの電力供給量が増加する。
【0072】
すなわち、負荷電流が増加し、カレントトランス80の一次巻線80Aを流れる電流も大きくなる。従って、一次巻線80Aにかかる電圧が大きくなり、2次巻線80Bに誘起される電圧も大きくなるため、ツェナーダイオード84が導通する。これにより、フォトカプラ36の発光ダイオード36Aに電流が流れ、メイン電源12側のフォトトランジスタ36Bが導通し、制御回路52のON/OFF端子には、ローレベルが入力される。
【0073】
制御回路52では、ON/OFF端子にローレベルが入力されると、OUT端子からMOS−FET50への制御信号の出力を開始する。これにより、トランス42の1次巻線44Aにエネルギーが蓄えられ、トランス42の2次巻線46に2次側巻線電圧が発生し、該2次巻線46側に誘起された交流電圧は、ダイオード54及びコンデンサ56で整流平滑されて直流電圧としてモータなどに出力される。
【0074】
このように、カレントトランス80にかかる電圧の大きさ、すなわちサブ電源14から供給される電力の大きさに応じて自動的にメイン電源12の起動がオンオフされるため、メイン電源をオンオフするためのオンオフ信号を送出する機能と該オンオフ信号を送出する条件としての外部信号を検出する機能とを備えた特別な制御回路が不要となりコストを抑えることができると共に、前記制御回路への電源供給も不要となるため、さらに省電力化を図ることができる。また、前記制御回路が不要のため、他の装置との独立性を高めることができ、異なる機種間で電源装置の共有化を図ることが可能となる。従って、設計が行いやすくなると共に短期開発が可能となる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御手段は、副電源の電力供給状態に基づいて主電源をオンオフするため、特別な制御回路等が不要となりコストを抑えることができると共に、他の装置との独立性を高めることができ、異なる機種間で電源装置の共有化を図ることが可能となる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の概略について説明するための概略図である。
【図2】 第1実施形態における電源装置の回路図である。
【図3】 第2実施形態における電源装置の回路図である。
【図4】 第3実施形態における電源装置の回路図である。
【図5】 従来における電源装置について説明するための概略図である。
【符号の説明】
10 電源装置
12 メイン電源
14 サブ電源
16、42 トランス
22、48 入力平滑回路
24、50 MOS−FET
26、52 制御回路
36 フォトカプラ
38 トランジスタ
40 検出抵抗

Claims (1)

  1. 通常動作モードに動作する第1機器部と、待機動作モードに動作する機器及び駆動入力信号による通常動作モード時に動作する機器を含む第2機器部と、を備えた対象装置に対して電力を供給する電源装置において、
    前記第1機器部に電力を供給する主電源と、
    前記第2機器部に電力を供給する副電源と、
    前記副電源の電力供給状態に応じた電流を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出した電流が前記第2機器部を作動することができる所定値以上になった場合に前記主電源をオンし、前記電流が所定値より小さくなった場合に前記主電源をオフする制御手段と、
    を備えたことを特徴とする電源装置。
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