JP5331219B2 - 電源制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源制御装置及び画像形成装置に関し、特に、負荷に供給する電源を、条件に応じてスイッチングレギュレーター又はリニアレギュレーターのいずれかに切り替える技術に関する。

従来から、安定した電力を負荷に供給するためにスイッチングレギュレーター及びリニアレギュレーターを備え、スイッチングレギュレーター及びリニアレギュレーターの出力電流値に応じて、これら両者のいずれを負荷への電源供給元とするかを切り替える電源制御装置が提案されている(下記特許文献１参照)。

一般に、リニアレギュレーターが発熱を利用して降圧するのに対して、スイッチングレギュレーターはFET(Field effect transistor)等のスイッチングを利用して降圧するため、スイッチングレギュレーターはリニアレギュレーターに比べて全般的には変換効率が高いことが知られている。しかし、レギュレーターからの出力電流値(消費電流値)が例えば数mA〜10mAといった低い値になる場合、特に、入出力電圧差が小さい場合には、リニアレギュレーターでの熱損失は小さいが、スイッチングレギュレーターはスイッチングロスが目立ち、リニアレギュレーターに比べて電源変換効率が低くなる。このため、特許文献１に示される電源制御装置では、レギュレーターからの出力電流値が閾値より小さいときには、リニアレギュレーターから負荷に電源を供給し、出力電流値が閾値以上であるときには、スイッチングレギュレーターから負荷に電源を供給するように切り替えることで、レギュレーターの消費電流に拘わらず電源変換効率を高く保つようにしている。

また、プリンターや複合機は、ジョブを処理する時間と比較してスリープ時間がはるかに長いため、プリンターや複合機の省電力化にはスリープ時の消費電力の削減が重要であるが、スリープ時には画像処理等の電力を多く消費する処理は行われず、制御基板での消費電力、すなわち消費電流は小さいため、特許文献１に示される電源制御装置のように、消費電流値が小さいときにも電源変換効率を良い値に保つ技術が有効である。

特開２００４−１１８４０８号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される電源制御装置において、出力電流値が閾値より小さいときにリニアレギュレーターから負荷に電源を供給している状態で、リニアレギュレーターの消費電力が増加して、リニアレギュレーターの温度が一定温度まで上昇すると、リニアレギュレーター保護のためにサーマルシャットダウン機能が働いて、リニアレギュレーターが停止される。このように保護機能が働くと、リニアレギュレーターは高温からは保護されるが、レギュレーターが一旦停止するために当該電源制御装置の再起動が必要になり、ユーザーの利便性が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ユーザーの利便性を損なうことなく、レギュレーターの電源変換効率を良い値に保って更なる省電力化を実現することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、スイッチングレギュレーターと、
リニアレギュレーターと、
負荷に供給する電源を前記スイッチングレギュレーター又は前記リニアレギュレーターのいずれかに切り替えるスイッチ切替部と、
前記スイッチングレギュレーター又は前記リニアレギュレーターのいずれかであって前記スイッチ切替部による切替で負荷への電源供給元とされているレギュレーターの消費電流を検出する消費電流検出部と、
前記消費電流検出部によって検出される消費電流が、予め定められた電流値に達しているか否かを判定する電流値判定部と、
前記電源供給元とされているレギュレーターの消費電力を検出し、当該検出した消費電力が、前記リニアレギュレーターに熱保護が必要になると想定される電力値よりも低い予め定められた電力値に達しているか否かを判定する電力値判定部とを備え、
前記スイッチ切替部は、前記電流値判定部によって、前記検出した電流値が前記予め定められた電流値に達していないと判定され、かつ、前記電力値判定部によって、前記検出した電力値が前記予め定められた電力値に達していないと判定された場合に、前記リニアレギュレーターを負荷側への電源供給元とする切替を行い、前記電流値判定部及び前記電力値判定部による判定の少なくとも一方が前記判定結果以外の場合には、前記スイッチングレギュレーターを負荷側への電源供給元とする切替を行う電源制御装置である。

この発明では、リニアレギュレーターから負荷側に電源供給しているときには、リニアレギュレーターの消費電流が上記予め定められた電流値に達している場合だけでなく、その消費電力が、リニアレギュレーターに熱保護が必要になると想定される電力値よりも低い予め定められた電力値に達している場合にも、当該リニアレギュレーターから負荷側への電源供給を停止して、スイッチングレギュレーターから負荷側に電源を供給するように切り替えることになるので、リニアレギュレーターの消費電力が増加して当該リニアレギュレーターの温度が上昇した場合であっても、リニアレギュレーターが熱保護の必要な状態に至ることを未然に防止可能である。このため、リニアレギュレーターが過熱状態となってサーマルシャットダウン機能により停止される事態を回避可能となり、当該停止による電源制御装置の再起動の必要性をなくすことができる。これにより、本発明は、ユーザーの利便性を損なうことなく、レギュレーターの電源変換効率を良い値に保って更なる省電力化を実現することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電源制御装置であって、前記電力値判定部は、前記リニアレギュレーターに備えられている。

この発明によれば、リニアレギュレーターから直接に電力値判定部による判定結果をスイッチ切替部に入力できるので、当該電源制御装置を簡易に構成することが可能になる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電源制御装置であって、前記電力値判定部は、前記電源供給元とされているレギュレーターの消費電力を検出する消費電力検出部と、当該消費電力検出部により検出された消費電力が前記予め定められた電力値に達しているか否かを判定し、当該判定結果を前記スイッチ切替部に出力する判定部とを有し、
前記スイッチングレギュレーター及び前記リニアレギュレーターの電源供給を受ける電子機器の駆動制御を司る駆動制御部が前記判定部として機能するものである。

この発明によれば、電力値判定部が、上記電源供給元とされているレギュレーターの消費電力を検出する消費電力検出部と、当該検出された消費電力が上記予め定められた電力値に達しているか否かを判定して当該判定結果をスイッチ切替部に出力する判定部とを有し、上記電子機器の駆動制御部が上記判定部となるので、この駆動制御部においては、この判定部による判定結果を他の制御に用いることが可能になる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明であって、前記リニアレギュレーターの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記判定部は、前記温度検出部から入力される前記検出された温度が、リニアレギュレーターが熱保護を要すると想定される温度よりも低い予め定められた温度に達していると判断した場合には、前記消費電力検出部によって検出された消費電力が前記予め定められた電力値に達しているか否かに拘わらず、前記スイッチ切替部に対して、前記消費電力検出部により検出された消費電力が前記予め定められた電力値に達していることを示す判定結果を出力するものである。

この発明では、リニアレギュレーターの消費電力が上記予め定められた電力値よりも小さい場合であっても、リニアレギュレーターの温度が、リニアレギュレーターに熱保護を必要とする温度に近づいた場合には、リニアレギュレーターがサーマル保護シャットダウンされる前に、スイッチ切替部により、スイッチングレギュレーターから負荷に対して電源が供給されるように接続を切り替えることが可能になる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４に記載の電源制御装置と、
前記電源制御装置から電源供給を受ける負荷として、画像形成に必要な各種動作を行う画像形成機構とを備えた画像形成装置である。

この発明によれば、請求項１乃至請求項４に記載の発明が奏する作用を得ることができる。

本発明によれば、ユーザーの利便性を損なうことなく、レギュレーターの電源変換効率を良い値に保って更なる省電力化を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る電源制御装置を備えた画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 電源制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。 OR回路の入力値及び出力値の関係を表により示した図である。 電源制御装置の第２実施形態を示すブロック図である。 低電圧降下レギュレーターの温度値に応じた電源モード制御部による上記判定を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る電源制御装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電源制御装置を備えた画像形成装置の構造を示す正面断面図である。画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、およびファクシミリ機能等の複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、本発明の一実施形態に係る電源制御装置を備えている。すなわち、画像形成装置１は、装置本体１１に、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、用紙排出部１５、原稿搬送部６、画像読取部５、及び当該電源制御装置等を備えて構成されている。当該電源制御装置は、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、用紙排出部１５、原稿搬送部６、及び画像読取部５、更に後述する制御部(図２)等に対して電源を供給する。

装置本体１１は、下部本体１１１と、この下部本体１１１の上方に対向配置された上部本体１１２と、この上部本体１１２と下部本体１１１との間に設けられた連結部１１３とを備えている。上部本体１１２には、画像読取部５及び原稿搬送部６が設けられている。

画像読取部５は、上部本体１１２の上面開口に装着された、原稿を載置するためのコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー１６２と、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の画像を読み取る読取機構１６３とを備えている。読取機構１６３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサーを用いて原稿の画像を光学的に読み取り、画像データを生成する。読取機構１６３は、後述する各レギュレーターから供給される電源により駆動される。

原稿搬送部６は、給紙ローラー及び搬送ローラーの駆動により、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿読取スリット５３を介して画像読取部５の読取機構１６３による読取を可能とした後、原稿排出部６６へと排出する。なお、このように原稿搬送部６によって搬送される原稿を読み取る設定の場合、読取機構１６３は、原稿読取スリット５３の下方に位置し、原稿読取スリット５３を介して、原稿搬送部６によって搬送されてくる原稿を読み取る。

下部本体１１１には、画像形成部１２、定着部１３および給紙部１４が内装されている。給紙部１４は、装置本体１１に対して挿脱可能の給紙カセット１４２，１４３，１４４を有している。

画像形成部１２は、給紙部１４から給紙された記録紙にトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成部１２は、中間転写ベルト１２５の走行方向において上流側から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン色のトナーを用いるシアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー色のトナーを用いるイエロー用の画像形成ユニット１２Ｙおよびブラック色のトナーを用いるブラック用の画像形成ユニット１２Ｂ（以下、各画像形成ユニットを区別することなく述べる場合には、それぞれを「画像形成ユニット１２０」と言う）と、駆動ローラー１２５ａ（二次転写対向ローラー）等の複数のローラー間に画像形成における副走査方向へ無端走行可能に張架された中間転写ベルト１２５と、中間転写ベルト１２５が駆動ローラー１２５ａに張架される部分で中間転写ベルト１２５の外周面に当接する二次転写ローラー２１０とを備えている。

各画像形成ユニット１２０は、感光体ドラム１２１と、感光体ドラム１２１へトナーを供給する現像装置１２２と、トナーを収容するトナーカートリッジ（不図示）と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、一次転写ローラー１２６と、ドラムクリーニング装置１２７とをそれぞれ一体的に備えている。

感光体ドラム１２１は、その周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像を形成する。現像装置１２２は、感光体ドラム１２１へトナーを供給する。各現像装置１２２には、前記トナーカートリッジからトナーが適宜補給される。

帯電装置１２３は、感光体ドラム１２１の直下位置に設けられている。帯電装置１２３は、各感光体ドラム１２１の周面を一様に帯電させる。

露光装置１２４は、感光体ドラム１２１の下方位置であって、帯電装置１２３の更に下方位置に設けられている。露光装置１２４は、コンピューター等から入力された画像データや画像読取部５が取得した画像データに基づく各色に対応したレーザ光を、帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射し、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像を形成する。露光装置１２４は、いわゆるレーザ露光装置であり、レーザビームを出力するレーザ光源と、当該レーザビームを感光体ドラム１２１表面に向けて反射させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム１２１に導くためのレンズやミラー等の光学部品を備えている。

現像装置１２２は、矢印の方向へ回転する感光体ドラム１２１の周面の静電潜像にトナーを供給して当該トナーを積層させ、感光体ドラム１２１の周面に前記画像データに応じたトナー像を形成する。

中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１の上方位置に配置されている。中間転写ベルト１２５は、図１における左側の駆動ローラー１２５ａと、同図の右側の従動ローラー１２５ｂとの間に無端走行可能に張架され、下方の外周面が各感光体ドラム１２１の周面に当接している。従動ローラー１２５ｂは、駆動ローラー１２５ａに対向する位置に設けられて、中間転写ベルト１２５の無端走行に伴って従動回転する。中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定され、感光体ドラム１２１の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１と同期しながら、駆動ローラー１２５ａと従動ローラー１２５ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５を挟んで各感光体ドラム１２１に対向する位置には、一次転写ローラー１２６が設けられている。この一次転写ローラー１２６には、図略の転写バイアス印加機構により転写バイアスが印加され、一次転写ローラー１２６は、各感光体ドラム１２１の外周周面に形成された上記トナー像を中間転写ベルト１２５の表面に転写させる。

制御部１００（図２）は、各色の毎に一次転写ローラー１２６及び画像形成ユニット１２０を駆動制御して、中間転写ベルト１２５の表面に、マゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍにより形成されたマゼンタのトナー像の転写と、次いで中間転写ベルト１２５の同一位置にシアン用の画像形成ユニット１２Ｃにより形成されたシアンのトナー像の転写と、次いで中間転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用の画像形成ユニット１２Ｙにより形成されたイエローのトナー像の転写と、最後のブラック用の画像形成ユニット１２Ｂにより形成されたブラックのトナー像の転写とを、各色のトナー像が重なり合うように行わせ、これによりカラーのトナー像を中間転写ベルト１２５の表面に形成させる（中間転写（一次転写））。

二次転写ローラー２１０は、図略の転写バイアス印加機構により転写バイアスが印加されている。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーの上記トナー像を、給紙部１４から搬送されてきた記録紙に転写させる。二次転写ローラー２１０は、前記トナー像が記録紙に二次転写されるニップ部Ｎを、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとの間に形成する。用紙搬送路１９０を搬送される記録紙は、ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト１２５と二次転写ローラー２１０とに押圧挟持され、ここにおいて中間転写ベルト１２５上のトナー像が記録紙に二次転写される。

ドラムクリーニング装置１２７は、各感光体ドラム１２１の図１で左方位置に設けられ、感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去してクリーニングする。

画像形成部１２に対して図１での左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１９０が形成されている。用紙搬送路１９０には、適所に搬送ローラー対１９２が設けられている。搬送ローラー対１９２は、給紙部１４から繰り出された記録紙を、ニップ部Ｎ及び定着部１３に向けて搬送する。すなわち、当該適所に配置された搬送ローラー対１９２からなる搬送機構により記録紙が搬送される。

定着部１３は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラー１３２と、加熱ローラー１３２に対向配置された加圧ローラー１３４とを備えている。定着部１３は、画像形成部１２で転写された記録紙上のトナー像に対し、記録紙が加熱ローラー１３２と加圧ローラー１３４との間の定着ニップ部を通過する間に、加熱ローラー１３２から熱を与えて定着処理を施す。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙は、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１９４を通って、下部本体１１１の頂部に設けられた排出トレイ１５１へ向けて排出される。

給紙部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、給紙カセット１４２，１４３，１４４とを備えている。給紙カセット１４２，１４３，１４４の上方に設けられたピックアップローラー１４５は、給紙カセット１４２，１４３，１４４に収容された用紙束の最上位の記録紙を用紙搬送路１９０へ向けて繰り出す。

用紙排出部１５は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に形成されている。用紙排出部１５は、下部本体１１１の上面に形成された排出トレイ１５１を備える。排出トレイ１５１は、画像形成部１２でトナー像が形成された記録紙が、定着部１３で定着処理が施された後に排出されるトレイである。

次に、電源制御装置の第１実施形態を説明する。図２は電源制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。

電源制御装置１０は、DC-DCコンバーター１０１と、低電圧降下（LDO(Low Drop-Out)）レギュレーター１０２と、消費電流モニター１０３と、消費電流検出部１０４と、スイッチ切替部１０５と、電力モニター１０２１とを備えている。

DC-DCコンバーター(スイッチングレギュレーターの一例)１０１は、ある電圧の直流電流を異なる電圧の直流電流へ変換する。DC-DCコンバーター１０１は、FET(Field effect transistor)等のスイッチングによる降圧により、出力される電圧・電流を常に一定に保つように制御する電源安定回路である。例えば、DC-DCコンバーター１０１は、入力電源としての２４Ｖ電源回路から供給される直流電圧２４Ｖを直流電圧１０Ｖに変換して出力する。なお、DC-DCコンバーター１０１が変換により出力する電圧は、１０Ｖに限られず、適宜変更が可能である。

低電圧降下レギュレーター(リニアレギュレーターの一例)１０２は、入力電圧を降下（降圧）させた後、安定化した電力を出力する安定化電源回路であり、入力電圧が所望の出力電圧をわずかに超える程度のときにも動作する。低電圧降下レギュレーター１０２は、例えば、入力電源としての２４Ｖ電源回路から供給される直流電圧２４Ｖを直流電圧１０Ｖに変換して出力する。また、低電圧降下レギュレーター１０２は、熱保護を要する程度の予め定められた高温に達すると、サーマルシャットダウン機能により駆動が停止される。なお、低電圧降下レギュレーター１０２が変換により出力する電圧は、１０Ｖに限られず、適宜変更が可能である。

DC-DCコンバーター１０１及び低電圧降下レギュレーター１０２は、出力電圧を、画像形成装置１が備える画像読取部５、画像形成部４０、原稿搬送部６、及び制御部１００等に供給する。

なお、DC-DCコンバーター１０１は、上記のようにFET等のスイッチングにより降圧するのに対して、低電圧降下レギュレーター１０２は発熱を利用して降圧するため、DC-DCコンバーター１０１は、低電圧降下レギュレーター１０２と比較して、全般的には電源変換効率に優れる。但し、DC-DCコンバーター１０１及び低電圧降下レギュレーター１０２からの出力電流値が数mA〜10mAといった低い値になる場合、特に入出力電圧差が小さい場合には、低電圧降下レギュレーター１０２は熱損失が小さくなるのに対して、DC-DCコンバーター１０１ではスイッチングロスが目立つようになるため、このような条件下では、低電圧降下レギュレーター１０２の方が、DC-DCコンバーター１０１に比べて電源変換効率に優れる。

消費電流検出部１０４は、低電圧降下レギュレーター１０２及びDC-DCコンバーター１０１の消費電流を示す消費電流値I_outを検出し、当該検出した消費電流値I_outを消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１に出力する。消費電流検出部１０４は、電流計等からなる。

消費電流モニター(電流値判定部)１０３は、消費電流検出部１０４から送られてくる上記消費電流値I_outを、予め定められた電流値I_Bと比較し、消費電流値I_outが電流値I_Bに達しているか否かを判定する。消費電流モニター１０３は、消費電流値I_outが電流値I_Bに達していると判定した場合には、H(High)信号をスイッチ切替部１０５に出力し、消費電流値I_outが電流値I_Bよりも小さいと判定した場合には、L(Low)信号をスイッチ切替部１０５に出力する。予め定められた電流値I_Bは、DC-DCコンバーター１０１による電源変換効率が低電圧降下レギュレーター１０２よりも上回ると想定される電流値であり、製造者によって予め消費電流モニター１０３に設定される。例えば、上述したように、低電圧降下レギュレーター１０２からの出力電流値が数mA〜10mAといった低い電流値になる場合には、低電圧降下レギュレーター１０２は熱損失が小さくなり、DC-DCコンバーター１０１ではスイッチングロスが目立つようになるが、上記予め定められた電流値I_Bは、当該低い電流値よりも高い予め定められた電流値とされる。

電力モニター(電力値判定部)１０２１は、低電圧降下レギュレーター１０２の消費電力と、DC-DCコンバーター１０１の消費電力とを検出する。これら消費電力を消費電流値I_outとする。電力モニター１０２１は、消費電流検出部１０４から送られてくる上記消費電流値I_outに、入力電源から入力される入力電圧V_inに対する低電圧降下レギュレーター１０２又はDC-DCコンバーター１０１からの出力電圧V_outの差を乗じて、低電圧降下レギュレーター１０２又はDC-DCコンバーター１０１の消費電力値Pを算出する。さらに、電力モニター１０２１は、当該算出した消費電力値Pが、当該低電圧降下レギュレーター１０２が熱保護を要する程度の高温になると想定される電力値よりも低い予め定められた電力値P_Bに達しているか否かを判定する。電力モニター１０２１は、上記消費電力値Pが電力値P_Bに達していると判定した場合には、H(High)信号をスイッチ切替部１０５に出力し、上記消費電力値Pが電力値P_Bよりも小さいと判定した場合には、スイッチ切替部１０５にL(Low)信号を出力する。

スイッチ切替部１０５は、負荷に供給する電源をDC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２のいずれかに切り替える機構である。スイッチ切替部１０５は、OR回路１０５１と、スイッチSW1とを備えている。

OR回路１０５１には、消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１から、上記のH信号又はL信号が入力される。また、OR回路１０５１は、消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１から入力される上記H信号又はL信号の論理和を、スイッチ切替指示信号としてスイッチSW1に対して出力する。

スイッチSW1は、負荷となる上記画像形成部４０、原稿搬送部６、画像読取部５、及び制御部１００に対して、DC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２のいずれから電源を供給するかを切り替えるスイッチング動作を行う。スイッチSW1は、OR回路１０５１から出力されてくる上記スイッチ切替指示信号の示す内容に従って、DC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２のいずれから電源を供給するかを切り替える。

なお、制御部１００は、画像形成装置１全体の駆動制御を司るものであり、画像形成動作、原稿搬送動作、及び画像読取動作等を制御し、読取画像等に対する画像処理(スムージング、エッジ強調、色合い調整、シェーディング補正処理等の読取画像等の品質を向上させる処理)等も行う。また、図２に示す画像形成部４０は、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、及び用紙排出部１５を含む。当該画像形成部４０、原稿搬送部６、画像読取部５、及び制御部１００が、特許請求の範囲における画像形成機構の一例となる。

次に、電源制御装置による電源供給制御を、上記図２と、更に図３を参照して説明する。図３はOR回路１０５１の入力値及び出力値の関係を表により示した図である。

電源制御装置１０では、例えば、初期動作時には、スイッチSW1がDC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２のいずれかを負荷に接続した状態となっている。当該初期動作時のスイッチSW1による接続は、例えば、制御部１００からスイッチSW1に対して出力されるスイッチ切替指示信号により制御される。

上記のようにDC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２のいずれかから負荷に電源が供給されている状態で、消費電流検出部１０４は、当該DC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２の出力電流値I_out、すなわち、当該DC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２の消費電流を検出する。消費電流検出部１０４は、検出した当該出力電流値(消費電流値)I_outを消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１に対して出力する。

消費電流モニター１０３は、消費電流検出部１０４から送られてきた当該消費電流値I_outが、予め定められた電流値I_Bに達しているか否かを判定する。消費電流モニター１０３は、消費電流値I_outが電流値I_Bに達していると判定した場合には、H(High)信号をスイッチ切替部１０５に出力し、消費電流値I_outが電流値I_Bよりも小さいと判定した場合には、L(Low)信号をスイッチ切替部１０５に出力する。

一方、電力モニター１０２１は、消費電流検出部１０４から送られてくる上記消費電流値I_outに、入力電源から入力される入力電圧V_inに対する低電圧降下レギュレーター１０２からの出力電圧V_outの差を乗じて、低電圧降下レギュレーター１０２の消費電力値Pを算出し、当該消費電力値Pが、上述の予め定められた電力値P_Bに達しているか否かを判定する。電力モニター１０２１は、上記消費電力値Pが電力値P_Bに達していると判定した場合には、H(High)信号をスイッチ切替部１０５に出力し、上記消費電力値Pが電力値P_Bよりも小さいと判定した場合には、スイッチ切替部１０５にL(Low)信号を出力する。

OR回路１０５１は、消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１から入力される上記H信号又はL信号の論理和を、スイッチ切替指示信号としてスイッチSW1に対して出力する。OR回路１０５１は、図３に示すように、消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１のいずれからもL信号が入力された場合にのみ、スイッチ切替指示信号Q_outとしてL信号をスイッチSW1に対して出力し、当該スイッチングを低電圧降下レギュレーター１０２側に接続させる。

また、OR回路１０５１は、図３に示すように、消費電流モニター１０３又は電力モニター１０２１の少なくとも一方からでもH信号が入力された場合には、スイッチ切替指示信号Q_outとしてH信号をスイッチSW1に対して出力し、当該スイッチングをDC-DCコンバーター１０１側に接続させる。

スイッチSW1は、OR回路１０５１からの上記スイッチ切替指示信号Q_outの示す内容に従って、当該スイッチングをDC-DCコンバーター１０１又は低電圧降下レギュレーター１０２のいずれに接続するかを切り替える。

すなわち、電源として用いているレギュレーターの消費電流値I_outが予め定められた電流値I_Bよりも小さく、かつ、当該レギュレーターの消費電力値Pが予め定められた電力値P_Bよりも小さい場合にのみ、スイッチ切替部１０５は、負荷に低電圧降下レギュレーター１０２を接続し、負荷に対して低電圧降下レギュレーター１０２から電源が供給されるようにする。

また、電源として用いているレギュレーターの消費電流値I_outが予め定められた電流値I_B以上であるか、あるいは、消費電流値I_outの値に拘わらず、当該レギュレーターの消費電力値Pが予め定められた電力値P_B以上である場合には、スイッチ切替部１０５は、負荷にDC-DCコンバーター１０１を接続し、負荷に対してDC-DCコンバーター１０１から電源が供給されるようにする。

この電源制御装置１０によれば、低電圧降下レギュレーター１０２から負荷側への電源供給時に、低電圧降下レギュレーター１０２の消費電流値I_outが予め定められた電流値I_Bに達している場合だけでなく、その消費電力値Pが、リニアレギュレーターに熱保護が必要になると想定される電力値よりも低い予め定められた電流値P_Bに達している場合にも、低電圧降下レギュレーター１０２から負荷側への電源供給を行わず、DC-DCコンバーター１０１から負荷側に電源を供給するように切り替えられるので、低電圧降下レギュレーター１０２の消費電力が増加した場合であっても、低電圧降下レギュレーター１０２が熱保護の必要な状態に至ることを未然に防止可能である。このため、低電圧降下レギュレーター１０２が熱状態となってサーマルシャットダウン機能により一旦停止する事態を回避可能となり、当該停止による電源制御装置１０の再起動の必要性をなくすことができる。これにより、電源制御装置１０は、ユーザーの利便性を損なうことなく、条件に応じて切り替え制御されるDC-DCコンバーター１０１及び低電圧降下レギュレーター１０２による電源変換効率を良い値に保って更なる省電力化を実現することができる。

次に、電源制御装置の第２実施形態を説明する。図４は電源制御装置の第２実施形態を示すブロック図である。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成は、同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に係る電源制御装置１０’では、制御部１００’に、電源モード制御部１０６が設けられている点が、第１実施形態に係る電源制御装置１０とは異なる。

また、電力モニター１０２１’は、低電圧降下レギュレーター１０２及びスイッチングレギュレーター１０１の消費電力値Pを検出するが、検出した消費電力値Pを上記電源モード制御部１０６に送出する点で、第１実施形態に係る電源制御装置１０とは異なる。

電源モード制御部１０６は、電力モニター１０２１’から出力される上記消費電力値Pを取得して、当該消費電力値Pが、上記の予め定められた電力値P_Bに達しているか否かを判定する。電源モード制御部１０６は、上記消費電力値Pが電力値P_Bに達していると判定した場合には、H信号をスイッチ切替部１０５のOR回路１０５１に出力し、上記消費電力値Pが電力値P_Bよりも小さいと判定した場合には、OR回路１０５１にL信号を出力する。すなわち、第２実施形態では、電力モニター１０２１’は、消費電力値Pが電力値P_Bに達しているか否かの判定を行わない。

スイッチ切替部１０５のOR回路１０５１には、消費電流モニター１０３及び電力モニター１０２１’から入力される上記H信号又はL信号が入力され、OR回路１０５１は、当該入力されるH信号及びL信号の論理和を、上述したスイッチ切替指示信号Q_outとしてスイッチSW1に対して出力する。この場合においてOR回路１０５１が入力信号に対して出力するスイッチ切替指示信号Q_out(出力信号)は、上記図３に示したものと同様である。

この第２実施形態に係る電源制御装置１０’によれば、制御部１００の電源モード制御部１０６が、電力モニター１０２１’から消費電力値Pを取得するので、制御部１００においては、電源モード制御部１０６による上記判定結果を他の制御に用いることが可能になる。

例えば、図４に破線で示すように、電源制御装置１０’が、低電圧降下レギュレーター１０２の温度を検出するサーモメーター１０７を更に備え、制御部１００がサーモメーター１０７から、検出された温度値Dを取得することによって、以下の制御が可能である。

図５は低電圧降下レギュレーター１０２の温度値に応じた電源モード制御部１０６による上記判定を示すフローチャートである。

電源モード制御部１０６は、電力モニター１０２１’から送出されてくる上記消費電力値Pが電力値P_Bに達していると判定した場合には(Ｓ１でＹＥＳ)、H信号をスイッチ切替部１０５のOR回路１０５１に出力する。

一方、電源モード制御部１０６は、上記消費電力値Pが電力値P_Bよりも小さいと判定した場合には(Ｓ１でＮＯ)、更に、サーモメーター１０７から出力されてくる温度値Dが、予め定められている温度値D_Bに達しているか否かを判定する(Ｓ２)。当該予め定められている温度値D_Bは、低電圧降下レギュレーター１０２に熱保護が必要になると想定される温度よりも低い予め定められた温度である。この予め定められた温度は、低電圧降下レギュレーター１０２に熱保護が必要になると想定される温度と同等の温度であるが、低電圧降下レギュレーター１０２の熱保護のために、当該熱保護が必要になると想定される温度よりも予め定められた一定値だけ低い温度とされる。

ここで、電源モード制御部１０６が、サーモメーター１０７から出力されてくる温度値Dが、予め定められている温度値D_Bに達していると判定した場合は(Ｓ２でＹＥＳ)、電源モード制御部１０６は、OR回路１０５１にH信号を出力する(Ｓ４)。すなわち、電源モード制御部１０６は、上記消費電力値Pが電力値P_Bに達していなくても、サーモメーター１０７から出力されてくる温度値Dが上記予め定められている温度値D_Bに達していれば、OR回路１０５１にH信号を出力する。

一方、電源モード制御部１０６が、サーモメーター１０７から出力されてくる温度値Dが、予め定められている温度値D_Bに達していないと判定した場合は(Ｓ２でＮＯ)、電源モード制御部１０６は、OR回路１０５１にL信号を出力する(Ｓ３)。すなわち、電源モード制御部１０６は、上記消費電力値Pが電力値P_Bよりも小さい場合であって、かつ、サーモメーター１０７から出力されてくる温度値Dが上記予め定められている温度値D_Bよりも小さい場合にのみ、OR回路１０５１にL信号を出力する。

これにより、低電圧降下レギュレーター１０２の消費電力値Pが電力値P_Bよりも小さい場合であっても、低電圧降下レギュレーター１０２の温度が、低電圧降下レギュレーター１０２に熱保護を必要とする温度に近づいた場合には、低電圧降下レギュレーター１０２がサーマル保護シャットダウンされる前に、スイッチ切替部１０５により、DC-DCコンバーター１０１から負荷に対して電源が供給されるように接続を切り替えることが可能になる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、低電圧降下レギュレーター１０２はリニアレギュレーターの一例に過ぎず、リニアレギュレーターは低電圧降下レギュレーター１０２には限定されない。また、DC-DCコンバーター１０１はスイッチングレギュレーターの一例に過ぎず、スイッチングレギュレーターはDC-DCコンバーター１０１には限定されない。

また、上記実施形態では、電力モニター１０２１は、低電圧降下レギュレーター１０２及びＤＣ−ＤＣコンバーター１０１の外部に設けられているが、電力モニター１０２１を、(1)低電圧降下レギュレーター１０２内に設けてもよいし、或いは、(2)ＤＣ−ＤＣコンバーター１０１内に設けるようにしても構わない。

また、図１乃至図５を用いて上記各実施形態に示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の構成及び処理はこれに限定されるものではない。

１ 画像形成装置
１０ 電源制御装置
１００ 制御部
１０１ コンバーター
１０２ 低電圧降下レギュレーター
１０２１ 電力モニター
１０３ 消費電流モニター
１０４ 消費電流検出部
１０５ スイッチ切替部
１０５１ OR回路
１０６ 電源モード制御部
１０７ サーモメーター
SW1 スイッチ

Claims (5)

1. スイッチングレギュレーターと、
   リニアレギュレーターと、
   負荷に供給する電源を前記スイッチングレギュレーター又は前記リニアレギュレーターのいずれかに切り替えるスイッチ切替部と、
   前記スイッチングレギュレーター又は前記リニアレギュレーターのいずれかであって前記スイッチ切替部による切替で負荷への電源供給元とされているレギュレーターの消費電流を検出する消費電流検出部と、
   前記消費電流検出部によって検出される消費電流が、予め定められた電流値に達しているか否かを判定する電流値判定部と、
   前記電源供給元とされているレギュレーターの消費電力を検出し、当該検出した消費電力が、前記リニアレギュレーターに熱保護が必要になると想定される電力値よりも低い予め定められた電力値に達しているか否かを判定する電力値判定部とを備え、
   前記スイッチ切替部は、前記電流値判定部によって、前記検出した電流値が前記予め定められた電流値に達していないと判定され、かつ、前記電力値判定部によって、前記検出した電力値が前記予め定められた電力値に達していないと判定された場合に、前記リニアレギュレーターを負荷側への電源供給元とする切替を行い、前記電流値判定部及び前記電力値判定部による判定の少なくとも一方が当該判定結果以外の場合には、前記スイッチングレギュレーターを負荷側への電源供給元とする切替を行う電源制御装置。
2. 前記電力値判定部は、前記リニアレギュレーターに備えられている請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記電力値判定部は、前記電源供給元とされているレギュレーターの消費電力を検出する消費電力検出部と、当該消費電力検出部により検出された消費電力が前記予め定められた電力値に達しているか否かを判定し、当該判定結果を前記スイッチ切替部に出力する判定部とを有し、
   前記スイッチングレギュレーター及び前記リニアレギュレーターの電源供給を受ける電子機器の駆動制御を司る駆動制御部が前記判定部として機能する請求項１に記載の電源制御装置。
4. 前記リニアレギュレーターの温度を検出する温度検出部を更に備え、
   前記判定部は、前記温度検出部から入力される前記検出された温度が、リニアレギュレーターが熱保護を要すると想定される温度よりも低い予め定められた温度に達していると判断した場合には、前記消費電力検出部によって検出された消費電力が前記予め定められた電力値に達しているか否かに拘わらず、前記スイッチ切替部に対して、前記消費電力検出部により検出された消費電力が前記予め定められた電力値に達していることを示す判定結果を出力する請求項３に記載の電源制御装置。
5. 請求項１乃至請求項４に記載の電源制御装置と、
   前記電源制御装置から電源供給を受ける負荷として、画像形成に必要な各種動作を行う画像形成機構と
   を備えた画像形成装置。