JP5787868B2 - 電源装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１負荷を含む複数の負荷に電力を供給する通常動作モードと、少なくとも前記第１負荷を含む一部の負荷だけに電力を供給する省電力モードのいずれかに切り替えて各負荷に電力を供給する電源装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンター、ファクシミリなどの画像形成装置では、印刷指示が入力されたときにすぐに動作可能な状態で待機させておく通常動作モードと、一部の構成要素だけに電力を供給して装置の消費電力を抑えた状態で待機させておく省電力モード（スリープモードともいう。）と、を有している。例えば、電源投入後から印刷指示が入力されるまでの待機時間が所定時間以内の場合は、画像形成装置は前記通常動作モードで動作し、前記待機時間が前記所定時間を超えた場合は、前記所定時間の経過後に前記通常動作モードから前記省電力モードに移行するように制御される。また、特許文献１には、前記省電力モードのときは主制御部を除く被制御部への電力供給を停止し、前記待機状態が更に継続した場合に、前記主制御部への電力供給さえも停止させて、省電力効果をより一層高めた画像形成装置が開示されている。

この種の画像形成装置の電源装置には、ＤＣ／ＤＣコンバーターなどの電力変換器が備えられている。この電力変換器は、外部からの商用電力を画像形成装置内の各駆動部に適した電力に変換してから、各駆動部に供給している。具体的には、ＡＣ１００Ｖの商用電力を直流に変換し、更に駆動部に適した電圧に昇圧又は降圧させてから各駆動部に供給している。しかしながら、一般に、前記電力変換器の変換効率は、電力変換器の出力電流容量に対する負荷電流の比率が大きいほど良く、前記比率が小さいほど悪い。そのため、前記通常動作モード及び前記省電力モードそれぞれの動作において共通の電力変換器から電力を供給する構成では、前記省電力モードのときは消費電流が小さいため、前記比率が極めて小さくなる。その結果、前記電力変換器の変換効率が極めて悪くなり、十分な省電力効果を得られない場合がある。このため、従来の画像形成装置では、比較的容量の大きい大容量タイプの電力変換器と小容量タイプの電力変換器とを個別に設けて、前記通常動作モードのときは大容量タイプの電力変換器から各負荷に電力を供給し、前記省電力モードのときは小容量タイプの電力変換器から一部の負荷だけに電力を供給するようにしている。

特開２００７−３３４３０４号公報

ところで、画像形成装置が省電力モードのときは、外部から印刷指示を受けつけた場合に前記通常動作モードに移行させなければならないため、前記省電力モードのときでも前記印刷指示を受け付けるインターフェース部には電力が供給される。このため、前記省電力モードのときに使用される小容量タイプの電力変換器の出力電流容量は、前記インターフェース部の負荷電流を基準に設定される。この場合、小容量タイプの電力変換器の出力電流容量を、前記インターフェース部の負荷電流の比率が大きくなるように設定することで、前記小容量タイプの電力変換器の変換効率を良くすることができ、省電力効果を高めることができる。

しかしながら、前記インターフェース部の負荷電流は個体ごとにばらつきがあるため、そのばらつきを考慮して、前記電力変換器の出力電流容量が設定されると、前記出力電流容量に対する前記インターフェース部の負荷電流の比率が最大とはならず、高い省電力効果を得ることができない。また、負荷電流が他のインターフェース部よりも突出して大きなインターフェース部が画像形成装置に組み込まれている場合があり、このようなケースを想定して前記電力変換器の出力電流容量が設定されると、前記出力電流容量に対する前記インターフェース部の負荷電流の比率が必然的に小さくなってしまい、結局のところ、高い変換効率で前記小容量の電力変換器を使用することができなくなり、十分な省電力効果を得られなくなる。
また、近年、画像形成装置に用いられる互換性の高い多種多様の高機能な電子デバイスが流通しており、例えば、画像形成装置の前記インターフェース部が互換性のある他のインターフェース部に取り替えられて使用される場合がある。この場合、取り替えられたインターフェース部の負荷電流が当初取り付けられていたインターフェース部の負荷電流よりも高い場合は、インターフェース部の負荷電流が前記電力変換器の容量を超えてしまい、前記インターフェース部が誤動作したり、前記電力変換器が破損したりするおそれがある。
もちろん、このような問題は、前記インターフェース部に限られず、画像形成装置が省電力モードにあるときに電力供給されるデバイスに対して生じうる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、省電力モードのときに電力が供給される負荷における消費電流のばらつきに関係なく、前記負荷に対して十分な電力を供給しつつ高い省電力効果を奏することが可能な電源装置及び画像形成装置を提供することにある。

(1) 本発明は、第１負荷を含む複数の負荷に電力を供給する通常動作モードと、少なくとも前記第１負荷を含む一部の負荷だけに電力を供給する省電力モードのいずれかに切り替えて各負荷に電力を供給する電源装置として構成されている。この電源装置は、前記複数の負荷に電力を供給可能な第１電源と、前記第１電源よりも出力電流容量の小さい第２電源と、前記第１負荷の動作中の消費電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であるかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記省電力モードにおいて前記第１電源又は前記第２電源のいずれかから前記第１負荷へ電力を供給する供給制御手段と、を具備する。

このように、前記第１負荷が前記第２電源の出力電流容量以下であるかどうかの判定結果に基づいて、前記省電力モードにおいて前記第１負荷へ供給する電力の供給源が前記第１電源又は前記第２電源のいずれかに決定されて、前記省電力モードの際に前記第１電源又は前記第２電源のいずれかから電力が前記第１負荷に供給される。これにより、前記省電力モードにおいて、前記第１負荷を流れる実際の消費電流がいくつであっても、前記第１負荷に対して前記第１電源又は前記第２電源のいずれかから必要とされる十分な電力を供給することができる。

(2) 前記供給制御手段は、前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であると判定された場合に、前記第２電源から前記第１負荷に電力を供給する。また、前記供給制御手段は、前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量よりも大きいと判定された場合に、前記第１電源から前記第１負荷に電力を供給する。これにより、前記第１負荷の消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下の場合は、第１電源よりも小容量の第２電源から電力が供給されることになるので、第２電源は高い変換効率で使用されることになり、第２電源における省電力効果を高めることができる。また、前記第１負荷の消費電流が前記第２電源の出力電流容量よりも大きい場合は、第２電源から無理に電力供給されるのではなく、第２電源よりも大容量の第１電源から前記第１負荷に十分な電力が供給されることになる。このため、第２電源から供給した場合に生じる電力不足による第１負荷の誤動作や電力供給不足による第２電源の故障などの不具合を解消することができ、省電力モードにおいて安定して第１負荷を動作させることができる。

(3) 前記判定手段は、前記通常動作モードから前記省電力モードに切り替えるための切替条件が満たされた場合に、前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であるかどうかを判定する。なお、前記切替条件としては、例えば、一定時間前記第１負荷を除く負荷に対して動作指示が入力されなかったことなどが考えられる。

(4) 前記第１負荷は、前記第１負荷を除く他の負荷に対する動作指示を示す信号の入力を受け付ける入力受付部である。例えば、前記第１負荷は、前記動作指示の信号を検知して受け入れるインターフェース部である。

(5) 本発明の電源装置は、前記第１電源から前記第１負荷を除く他の負荷に電力を供給するための第１給電経路と、前記第１給電経路を導通又は遮断する第１スイッチ回路と、前記第２電源から前記第１負荷に電力を供給するための第２給電経路と、前記第２給電経路を導通又は遮断する第２スイッチ回路と、前記第１電源から前記第１負荷に電力を供給するための第３給電経路と、前記第３給電経路を導通又は遮断する第３スイッチ回路と、を更に備える。この構成において、前記供給制御手段は、前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であると判定された場合に、前記第１スイッチ回路で前記第１給電経路を遮断し、前記第２スイッチ回路で前記第２給電経路を導通し、前記第３スイッチ回路で前記第３給電経路を遮断するようにスイッチング制御し、前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量よりも大きいと判定された場合に、前記第１スイッチ回路で前記第１給電経路を遮断し、前記第２スイッチ回路で前記第２給電経路を遮断し、前記第３スイッチ回路で前記第３給電経路を導通するようにスイッチング制御するものである。このように構成されることで、本発明が具体的に実現される。

(6) 本発明は、上述に記載の電源装置と、被記録媒体に対して画像形成を行う前記第１負荷を除く他の負荷としての画像形成部と、前記画像形成部に対する印刷指示を示す信号の入力を受け付ける前記第１負荷としての入力受付部と、を具備する画像形成装置として捉えることもできる。

本発明によれば、前記省電力モードにおいて前記第１負荷を流れる実際の消費電流がいくつであっても、前記第１負荷に対して十分な電力を供給することができ、且つ、高い省電力効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る複合機Ｘの概略構成を模式的に示す模式構成図である。 複合機Ｘの概略構成を示すブロック図である。 電源装置６０の構成を示す模式構成図である。 電源装置６０の電源制御部６２によって実行される動作モード切替制御手順の一例を示すフローチャートである。 電源装置６０の動作状態を示す模式構成図である。 電源装置６０の動作状態を示す模式構成図である。 電源装置６０の動作状態を示す模式構成図である。 電源装置６０の動作状態を示す模式構成図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［複合機Ｘの概略構成］
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る電源装置６０（本発明の電源装置の一例）及びこの電源装置６０を備えた複合機Ｘ（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成について説明する。

図１及び図２に示されるように、複合機Ｘは、画像読取部１０、原稿カバー２０、ＡＤＦ（自動原稿送り装置）２１、画像形成部２２（本発明の画像形成部の一例）、操作表示部２４（図２参照）、給紙カセット２５、ＮＩＣ（ネットワークインターフェースカード）４２（図２参照）、及びこれらを制御する主制御部５０（図２参照）を備えている。また、複合機Ｘは、画像読取部１０や、画像形成部２２、操作表示部２４、ＮＩＣ４２、主制御部５０などに必要な電力を供給する電源装置６０を備えている。ここで、ＮＩＣ４２は、本発明の第１負荷及び入力受付部の一例である。また、ＮＩＣ４２を除く他の構成要素、具体的には、主制御部５０、画像読取部１０、ＡＤＦ２１、画像形成部２２などは本発明の他の負荷の一例である。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として複合機Ｘを例示して説明するが、これに限られず、例えばプリンター、ファクシミリ装置、複写機も本発明の画像形成装置に該当する。

画像読取部１０は、原稿から画像データを読み取る画像読取処理を実行するものである。図１に示されるように、画像読取部１０は、コンタクトガラス１１、読取ユニット１２、ミラー１３，１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ１６などを備えている。

読取ユニット１２は、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えており、ステッピングモーター等の駆動モーターを用いた不図示の移動機構によって副走査方向５５（図１における左右方向）へ移動可能に構成されている。そして、前記駆動モーターにより読取ユニット１２が副走査方向５５へ移動されると、ＬＥＤ光源１２１から画像読取部１０の上面に設けられたコンタクトガラス１１へ向けて照射される光が副走査方向５５へ走査される。

ミラー１２２は、ＬＥＤ光源１２１から光が照射されたときに、原稿又は原稿カバー２０の裏面で反射した反射光をミラー１３へ向けて反射させる。ミラー１２２で反射した光は、ミラー１３，１４によって光学レンズ１５に導かれる。光学レンズ１５は、入射した光を集光してＣＣＤ１６に入射させる。

ＣＣＤ１６は、受光した光をその光量（輝度の強度）に応じた電気信号（電圧）に変換して主制御部５０へ出力する光電変換素子である。主制御部５０では、ＣＣＤ１６からの電気信号を画像処理することによって原稿の画像データを生成する。なお、本実施形態では、撮像素子としてＣＣＤ１６を用いた例について説明するが、ＣＣＤ１６による読取機構に代えて、ＣＣＤ１６よりも焦点距離の短い密着型のイメージセンサー（ＣＩＳ: Contact Image Sensor）を用いた読取機構を適用することも可能である。

画像読取部１０には、原稿カバー２０が回動自在に設けられている。原稿カバー２０が回動操作されることによって、画像読取部１０の上面のコンタクトガラス１１が開閉される。原稿カバー２０の回動支持部には、リミットスイッチなどのカバー開検出センサー（不図示）が設けられており、ユーザーが原稿の画像を読み取らせようとして原稿カバー２０が開けられると、前記カバー開検出センサーが作動して、その検出信号（カバー開検出信号）が電源装置６０の電源制御部６２に出力される（図２参照）。

ここで、画像読取部１０による原稿画像の読み取りは、以下の手順で行われる。まず、原稿がコンタクトガラス１１上に載置され、その後、原稿カバー２０が閉姿勢にされる。その後、操作表示部２４から画像読取指示が入力されると、読取ユニット１２を副走査方向５５の右向きへ移動させつつＬＥＤ光源１２１から連続して順次１ライン分の光が照射させる。そして、原稿又は原稿カバー２０の裏面からの反射光がミラー１２２，１３，１４及び光学レンズ１５を介してＣＣＤ１６に導かれ、ＣＣＤ１６にて受光した光量に応じた光量データが順次主制御部５０に出力される。主制御部５０では、光が照射された領域全体における光量データが得られると、その光量データを処理することによって、前記光量データから原稿の画像データを生成する。

なお、原稿カバー２０には、ＡＤＦ２１が設けられている。ＡＤＦ２１は、原稿セット部２１Ａにセットされた一以上の原稿を複数の搬送ローラーによって順次搬送して、コンタクトガラス１１上に定められた自動原稿読取位置を副走査方向５５の右向きへ通過するように原稿を移動させるものである。ＡＤＦ２１による原稿の移動時は、前記自動原稿読取位置の下方に読取ユニット１２が配置され、この位置で読取ユニット１２によって移動中の原稿の画像が読み取られる。原稿セット部２１Ａには、接点信号を出力可能な機械的な原稿検出センサー（不図示）が設けられており、原稿セット部２１Ａに原稿がセットされると、前記原稿検出センサーが作動して、その検出信号（原稿検出信号）が電源装置６０の電源制御部６２に出力される（図２参照）。

図１に示されるように、画像形成部２２は、画像読取部１０で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置からＮＩＣ４２を通じて入力された印刷ジョブに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。具体的には、画像形成部２２は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、現像装置３３、トナーコンテナ３４、転写ローラー３５、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８などを備えている。なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成部２２を例にして説明するが、画像形成部２２は電子写真方式のものに限られず、インクジェット記録方式のものであっても、或いはそれ以外の記録方式又は印刷方式のものであってもかまわない。

ここで、画像形成部２２では、給紙カセット２５から供給される印刷用紙に対する画像形成処理が以下の手順で行われる。まず、ＮＩＣ４２を通じて印刷指示を含む印刷ジョブが入力されると、帯電装置３２によって感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、不図示のレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）により感光体ドラム３１の表面に前記印刷ジョブに含まれる画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は現像装置３３によってトナー像として現像（可視像化）される。なお、現像装置３３には、トナーコンテナ３４からトナー（現像剤）が補給される。続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は転写ローラー３５によって印刷用紙に転写される。その後、印刷用紙に転写されたトナー像は、その印刷用紙が定着ローラー３７及び加圧ローラー３８の間を通過して排出される際に定着ローラー３７で加熱されて溶融定着する。なお、感光体ドラム３１の電位は除電装置３６で除電される。

操作表示部２４は、各種操作キーや液晶ディスプレイなどを備えて構成されている。操作キーとして、例えば、原稿の読取開始指示を入力するためのスタートボタン、読み取りを中断させるストップボタン、テンキー、十字キーなどが配列されている。複合機Ｘでは、操作表示部２４から入力された種々の動作指示にしたがって、画像読取処理や画像形成処理が実行される。なお、ユーザーが画像読取動作や画像形成動作を実行させるために前記操作キーを操作すると、前記操作キーの接点信号が操作入力信号として操作表示部２４から電源装置６０の電源制御部６２に出力される（図２参照）。

ＮＩＣ４２は、例えば標準規格ＩＥＥＥ８０２．３に準拠したＬＡＮ及びインターネット等からなるネットワークを通じて、外部の情報処理装置との間で印刷ジョブの入力を受け付ける通信インターフェースカードである。具体的には、複合機Ｘ内に設けられた図示しない拡張スロットに差し込んで使用される拡張カードの一種である。ＮＩＣ４２には、ＬＡＮやインターネットなどのネットワークと通信するための電子的な回路が実装されている。ＮＩＣ４２は、前記拡張スロットに対して着脱可能に構成されており、ＮＩＣ４２が前記拡張スロットに装着されることによって、複合機Ｘにネットワーク通信機能が追加される。ＮＩＣ４２は、前記情報処理装置から有線又は無線などのデータ伝送媒体を介して印刷ジョブを受信すると、受信したことを示す受信信号を電源装置６０の電源制御部６２に出力する。

なお、前記拡張スロットには、ＮＩＣ４２だけが装着可能なのではなく、ＮＩＣ４２と同じ機能を有する装着互換性のある他のＮＩＣも装着可能となっている。

主制御部５０は、複合機Ｘの動作を制御するものである。主制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭを主な構成要素とするマイクロコンピュータが実装された制御基板として構成されている。また、主制御部５０には、図示しないモータードライバーや液晶コントローラーなどの制御デバイスも搭載されている。図２に示されるように、主制御部５０には、画像読取部１０、画像形成部２２、操作表示部２４、駆動モーター４１、ＮＩＣ４２などが内部バス５６を介して電気的に接続されている。この内部バス５６にはアドレスバスやデータバス、制御信号線が含まれる。主制御部５０は、前記ＲＯＭに記憶された所定の制御プログラムを前記ＣＰＵが実行することにより、複合機Ｘを統括的に制御する。なお、主制御部５０は集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

電源装置６０は、複合機Ｘの構成要素である主制御部５０、画像読取部１０、ＡＤＦ２１、画像形成部２２、操作表示部２４、ＮＩＣ４２などに対して、これらの構成要素が必要としている電力を供給するものである。図２に示されるように、電源装置６０は、主制御部５０、画像読取部１０、ＡＤＦ２１、画像形成部２２、操作表示部２４、ＮＩＣ４２それぞれと電源ケーブル（図２の破線参照）で接続されており、電源装置６０から各構成要素それぞれに電力を供給できるように構成されている。電源装置６０には、不図示の整流回路によって商用電源であるＡＣ１００Ｖを整流して変換されたＤＣ２４Ｖが供給されており、この電源装置６０内で、ＤＣ２４Ｖが更にＤＣ１８Ｖ、ＤＣ５Ｖ、ＤＣ３．３Ｖに変換されて各構成要素に供給される。なお、以下においては、説明の簡便化のため、主制御部５０、画像読取部１０、ＡＤＦ２１、画像形成部２２、操作表示部２４を駆動部４５と総称する。

［電源装置６０の構成］
次に、図３を参照して、電源装置６０の構成について詳細に説明する。図３に示されるように、電源装置６０は、電源制御部６２（本発明の判定手段及び供給制御手段の一例）と、電源ユニット６３と、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）に代表されるＮＰＮ型の４つのトランジスタ６４〜６７と、電流検出回路６８（本発明の電流検知手段の一例）と、を備えている。

図３に示されるように、電源ユニット６３は、通常動作用コンバーター（以下「Ｎ−コンバーター」という。）６３Ａ（本発明の第１電源の一例）と、省電力動作用コンバーター（以下「Ｓ−コンバーター」という。）６３Ｂ（本発明の第２電源の一例）と、を有する。電源装置６０に外部から供給されたＤＣ２４Ｖは、Ｎ−コンバーター６３Ａ及びＳ−コンバーター６３Ｂそれぞれに入力されている。Ｎ−コンバーター６３Ａ及びＳ−コンバーター６３Ｂは、いずれも、入力された直流電圧（ＤＣ２４Ｖ）を予め定められた電圧に変換するものである。

Ｎ−コンバーター６３Ａは、ＮＩＣ４２及び駆動部４５などの複合機Ｘ内の全ての負荷機器に必要な電力を供給するものであり、その出力電流容量は、ＮＩＣ４２及び駆動部４５それぞれにおける負荷電流の合計値よりも大きな値に設定されている。具体的には、ＮＩＣ４２及び駆動部４５で消費される最大消費電流に所定の安全率を乗じた値に設定されている。

Ｓ−コンバーター６３Ｂは、ＮＩＣ４２に必要な電力を供給するものであり、その出力電流容量は、ＮＩＣ４２の負荷電流よりも大きな値に設定されている。具体的には、ＮＩＣ４２で消費される最大消費電流に所定の安全率を乗じた値に設定されている。なお、ＮＩＣ４２は、複合機Ｘのメーカーが複合機Ｘに適合するものとして用意又は製造したものである。本実施形態では、このようなＮＩＣ４２の負荷電流を基準にしてＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量が定められているのであって、ＮＩＣ４２の拡張スロットに接続可能な互換性のある他のＮＩＣの負荷電流を基準にして前記出力電流容量が定められるわけではない。

ここで、Ｎ−コンバーター６３ＡはＮＩＣ４２だけでなく駆動部４５にも電力を供給するものであるのに対して、Ｓ−コンバーター６３ＢはＮＩＣ４２だけに電力を供給するものである。したがって、Ｓ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量は、Ｎ−コンバーター６３Ａの出力電流容量よりも十分に小さいものが用いられている。

電源制御部６２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどを主な構成要素とするマイクロコンピュータが実装された制御基板として構成されている。また、電源制御部６２には、図示しない内部タイマーなどの制御デバイスも搭載されている。電源制御部６２は、前記ＲＯＭに記憶された所定の制御プログラムを前記ＣＰＵが実行することにより、図４のフローチャートに示される手順にしたがって後述の動作モード切替制御が行われる。なお、電源制御部６２は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

電源制御部６２は、電源ユニット６３からＮＩＣ４２や駆動部４５へ出力される電力の供給を制御する。具体的には、複合機Ｘの動作モードを、通常動作モードと省電力動作モードとに切り替える制御を行う。ここで、前記通常動作モードとは、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２及び駆動部４５に電力を供給してＮＩＣ４２及び駆動部４５を動作させる動作モードのことである。また、前記省電力動作モードとは、Ｎ−コンバーター６３Ａ又はＳ−コンバーター６３Ｂのいずれか一方からＮＩＣ４２だけに電力を供給してＮＩＣ４２を動作させる動作モードのことであり、前記通常動作モードよりも省電力効果が高い動作モードである。本実施形態においては、前記省電力モードには、第１省電力モードと第２省電力モードの２種類のモードがある。前者の第１省電力モードは、Ｓ−コンバーター６３ＢからＮＩＣ４２だけに電力を供給してＮＩＣ４２を動作させる動作モードであり、後者の第２省電力モードは、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２だけに電力を供給してＮＩＣ４２を動作させる動作モードである。以下、前記第１省電力モード及び前記第２省電力モードを総称して省電力モードという。これらの動作モードについては後述する。

複合機Ｘが前記通常動作モードで動作しているときは、ＮＩＣ４２や駆動部４５に常時電力が供給されている。そのため、印刷ジョブや原稿読取指示が入力されると、直ちに画像形成処理又は画像読取処理が実行される。一方、複合機Ｘが前記省電力モードで動作しているときは、印刷ジョブや原稿読取指示が入力されてから、駆動部４５に電力が供給される。そのため、画像形成部２２の定着ローラー３７が所定温度になるまで、又は読取ユニット１２のＬＥＤ光源１２１の輝度が安定するまでの待機時間が必要であり、この待機時間の経過後に画像形成処理又は画像読取処理が実行される。

電流検出回路６８は、ＮＩＣ４２が動作中に消費する消費電流を測定するものであり、電流検出アンプ（電流検出器）６９と、シャント抵抗７０と、により構成されている。電流検出アンプ６９の２つの入力端子６９Ａ，６９Ｂ間にシャント抵抗７０が接続されている。また、電流検出アンプの−側の端子６９ＢはＮＩＣ４２の入力端子４２Ａに接続されており、＋側の端子６９Ａはトランジスタ６６のエミッタに接続されている。電流検出アンプ６９は、シャント抵抗７０に流れる電流による電圧を差動増幅し、電圧信号として電源制御部６２に出力している。

トランジスタ６７（本発明の第１スイッチ回路の一例）は、Ｎ−コンバーター６３Ａから駆動部４５に電力を供給するための給電経路８１（本発明の第１給電経路の一例、図３の破線参照）を導通又は遮断するものである。トランジスタ６７のコレクタはＮ−コンバーター６３Ａの出力端子６３Ａ１に接続されており、エミッタは駆動部４５の入力端子４５Ａに接続されており、ベースは電源制御部６２の信号出力端子６２Ｄに接続されている。電源制御部６２によって信号出力端子６２ＤからＨＩＧＨレベルの制御信号が出力されると、その信号がトランジスタ６７のベースに入力されて、トランジスタ６７のコレクタとエミッタとが導通する。これにより、Ｎ−コンバーター６３Ａから駆動部４５に電力が供給される。一方、信号出力端子６２Ｄからの前記制御信号が無くなると、トランジスタ６７のコレクタとエミッタとの間が遮断される。これにより、Ｎ−コンバーター６３Ａから駆動部４５への電力供給が停止される。

トランジスタ６４（本発明の第２スイッチ回路の一例）は、Ｓ−コンバーター６３ＢからＮＩＣ４２に電力を供給するための給電経路８２（本発明の第２給電経路の一例、図３の破線参照）を導通又は遮断するものである。トランジスタ６４のコレクタはＳ−コンバーター６３Ｂの出力端子６３Ｂ１に接続されており、エミッタはＮＩＣ４２の入力端子４２Ａに接続されており、ベースは電源制御部６２の信号出力端子６２Ａに接続されている。電源制御部６２によって信号出力端子６２ＡからＨＩＧＨレベルの制御信号が出力されると、その信号がトランジスタ６４のベースに入力されて、トランジスタ６４のコレクタとエミッタとが導通する。これにより、Ｓ−コンバーター６３ＢからＮＩＣ４２に電力が供給される。一方、信号出力端子６２Ａからの前記制御信号が無くなると、トランジスタ６４のコレクタとエミッタとの間が遮断される。これにより、Ｓ−コンバーター６３ＢからＮＩＣ４２への電力供給が停止される。

トランジスタ６５（本発明の第３スイッチ回路の一例）は、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２に電力を供給するための給電経路８３（本発明の第３給電経路の一例、図３の破線参照）を導通又は遮断するものである。トランジスタ６５のコレクタはＮ−コンバーター６３Ａの出力端子６３Ａ１に接続されており、エミッタはＮＩＣ４２の入力端子４２Ａに接続されており、ベースは電源制御部６２の信号出力端子６２Ｂに接続されている。電源制御部６２によって信号出力端子６２ＢからＨＩＧＨレベルの制御信号が出力されると、その信号がトランジスタ６５のベースに入力されて、トランジスタ６５のコレクタとエミッタとが導通する。これにより、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２に電力が供給される。一方、信号出力端子６２Ｂからの前記制御信号が無くなると、トランジスタ６５のコレクタとエミッタとの間が遮断される。これにより、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２への電力供給が停止される。

トランジスタ６６は、Ｎ−コンバーター６３Ａから電流検出回路６８及びＮＩＣ４２に電力を供給するための給電経路８４（図３の破線参照）を導通又は遮断するものである。トランジスタ６６のコレクタはＮ−コンバーター６３Ａの出力端子６３Ａ１に接続されており、エミッタは電流検出回路６８のシャントント抵抗７０の一端に接続されており、ベースは電源制御部６２の信号出力端子６２Ｃに接続されている。なお、シャント抵抗７０の他端はＮＩＣ４２の入力端子４２Ａに接続されている。電源制御部６２によって信号出力端子６２ＣからＨＩＧＨレベルの制御信号が出力されると、その信号がトランジスタ６６のベースに入力されて、トランジスタ６６のコレクタとエミッタとが導通する。これにより、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２に電力が供給されるとともに、シャント抵抗７０に電流が流れる。一方、信号出力端子６２Ｃからの前記制御信号が無くなると、トランジスタ６６のコレクタとエミッタとの間が遮断される。これにより、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２及び電流検出回路６８への電力供給が停止される。

次に、図４のフローチャート及び図５乃至図８の模式図を参照して、電源制御部６２によって実行される動作モード切替制御の手順の一例について説明する。図４中のＳ１１、Ｓ１２、…は処理手順（ステップ）の番号を表している。また、図４中の記号ＴＲはトランジスタを表している。これらの処理手順にしたがって各処理が電源制御部６２によって実行されることにより、電源制御部６２が本発明の判定手段及び供給制御手段として実現される。なお、図５は、前記通常動作モードのときの電源装置６０の動作状態が示されている。図６は、電流検出時の電源装置６０の動作状態が示されている。図７は前記第１省電力モードのときの電源装置６０の動作状態が示されている。図８は前記第２省電力モードのときの電源装置６０の動作状態が示されている。

（ステップＳ１１）
まず、複合機Ｘの主電源が投入されると、電源制御部６２は、複合機Ｘを前記通常動作モードで動作させるように制御する。具体的には、図５に示されるように、電源制御部６２は、トランジスタ６５及びトランジスタ６７それぞれのベースに制御信号を出力して、トランジスタ６５及びトランジスタ６７を作動させる。なお、トランジスタ６４，６６は作動させない。これにより、Ｎ−コンバーター６３Ａから給電経路８３を介してＮＩＣ４２に電力が供給され、また、Ｎ−コンバーター６３Ａから給電経路８１を介して駆動部４５に電力が供給される。

（ステップＳ１２）
ステップＳ１２では、電源制御部６２は、複合機Ｘが前記通常動作モードで動作しているときに、予め定められた設定時間内に印刷ジョブが入力されたかどうかを判定する。具体的には、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置からネットワークを介して送信された印刷ジョブがＮＩＣ４２で受信されると、その受信信号がＮＩＣ４２から電源制御部６２に出力されるから、電源制御部６２は、その受信信号を受信したときから内部タイマーを作動させて、前記設定時間が経過するまでカウントする。ステップＳ１２において、前記設定時間内に前記印刷ジョブが入力された場合は、前記通常動作モードでの動作を継続する。一方、ステップＳ１２において、前記設定時間内に前記印刷ジョブが入力されなかった場合は、次のステップＳ１３に進む。

（ステップＳ１３）
ステップＳ１３では、電源制御部６２は、ＮＩＣ４２が動作しているときのＮＩＣ４２の消費電力を検出する処理が行われる。具体的には、図６に示されるように、電源制御部６２は、トランジスタ６５及びトランジスタ６７への制御信号を停止して、トランジスタ６６のベースに制御信号を出力して、トランジスタ６６を作動させる。なお、トランジスタ６４は作動させない。これにより、Ｎ−コンバーター６３Ａから給電経路８４を介してＮＩＣ４２とシャント抵抗７０とに電流が流れる。このとき、電流検出アンプ６９は、シャント抵抗７０の両端の電圧を差動増幅して、電圧信号を電源制御部６２に出力するから、電源制御部６２は、前記電圧信号と電流検出アンプ６９の内部抵抗からＮＩＣ４２の消費電流を算出する。算出された消費電流の値は、電源制御部６２のＲＡＭなどに一時的に記憶される。その後、ステップＳ１４に進む。

（ステップＳ１４〜Ｓ１６）
ステップＳ１４では、電源制御部６２は、ステップＳ１３で測定された消費電流と予め定められた閾値とを比較判定する処理を行う。本実施形態では、前記閾値は、Ｓ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量と同じ値に定められている。つまり、ステップＳ１４では、ステップＳ１３で測定された消費電流とＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量とが比較判定される。ステップＳ１４において、前記消費電流が前記閾値以下、つまり、前記消費電流がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量以下であると判定された場合は、Ｓ−コンバーター６３ＢでＮＩＣ４２を動作させることができるため、次のステップＳ１５に進んで、前記第１省電力モードで複合機Ｘを動作させる。具体的には、図７に示されるように、電源制御部６２は、トランジスタ６６への制御信号を停止して、トランジスタ６４のベースに制御信号を出力して、トランジスタ６４を作動させる。なお、トランジスタ６５，６７は作動させない。これにより、Ｓ−コンバーター６３Ｂから給電経路８２を介してＮＩＣ４２だけに電力が供給される。

一方、ステップＳ１４において、前記消費電流が前記閾値よりも大きい、つまり、前記消費電流がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量よりも大きいと判定された場合は、Ｓ−コンバーター６３ＢではＮＩＣ４２を動作させるには電力が不足するため、次のステップＳ１６に進んで、前記第２省電力モードで複合機Ｘを動作させる。具体的には、図８に示されるように、電源制御部６２は、トランジスタ６６への制御信号を停止して、トランジスタ６５のベースに制御信号を出力して、トランジスタ６５を作動させる。なお、トランジスタ６４，６７は作動させない。これにより、Ｓ−コンバーター６３Ｂよりも出力電流容量の大きいＮ−コンバーター６３Ａから給電経路８３を介してＮＩＣ４２だけに電力が供給される。

（ステップＳ１７）
ステップＳ１５又はステップＳ１６の処理が終了すると、次のステップＳ１７では、電源制御部６２は、省電力モードを解除して通常動作モードへ移行させるための解除条件が成立したかどうかを判定する。具体的には、外部の情報処理装置から印刷ジョブが入力された場合にＮＩＣ４２から出力される受信信号を受信したときに、前記解除条件が成立したと判定する。また、電源制御部６２は、ＡＤＦ２１の原稿セット部２１Ａに原稿がセットされたときに出力される原稿検出信号や、原稿カバー２０を開けたとき出力されるカバー開検出信号、操作表示部２４からに出力される操作入力信号などを受信したときに、前記解除条件が成立したと判定してもよい。このように、前記解除条件が成立したと判定されると、電源制御部６２は、ステップＳ１１に戻って、複合機Ｘを前記通常動作モードで動作させる。

以上説明したように、本実施形態の複合機Ｘには上述の電源装置６０が設けられているため、前記通常動作モードから前記省電力モードに移行する条件が成立した場合は、装着されているＮＩＣ４２の消費電流が計測され、その消費電流値がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量以下であるかどうかの比較判定処理が電源制御部６２によって行われる。そして、前記消費電流値がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量以下である場合は、Ｓ−コンバーター６３ＢからＮＩＣ４２だけに電力が供給される前記第１省電力モードに移行して、複合機Ｘが前記第１省電力モードで動作する。この第１省電力モードでは、Ｓ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量に対するＮＩＣ４２の消費電流の比率が極めて高い。したがって、Ｓ−コンバーター６３Ｂにおける電力の変換効率が良いため、Ｓ−コンバーター６３Ｂにおける消費電流をより小さくすることができる。その結果、電源装置６０及び複合機Ｘにおいて高い省電力効果を得ることができる。

また、同タイプの複数の複合機Ｘが製造された場合でも、それぞれに装着されているＮＩＣ４２の負荷電流の値にはばらつきがある。仮に、そのばらつきに起因して特定のＮＩＣ４２の消費電流がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量を超えていたとしても、上述の実施形態では、省電力モードへの移行条件が成立したときに、Ｎ−コンバーター６３ＡからＮＩＣ４２だけに電力が供給される前記第２省電力モードに移行して、複合機Ｘが前記第２省電力モードで動作する。このため、電力が不足した状態でＳ−コンバーター６３Ｂから電力がＮＩＣ４２へ供給されることが回避されるので、電力不足に起因するＮＩＣ４２の誤動作やＳ−コンバーター６３Ｂの故障などの不具合が防止される。

また、複合機Ｘに搭載されているＮＩＣ４２に代えて、汎用品である互換性のある他のＮＩＣが複合機Ｘの拡張スロットに装着された場合でも、前記通常動作モードから前記省電力モードに移行する条件が成立した場合は、そのＮＩＣの消費電流が測定されて、上述と同様にして、その消費電流値がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量以下である場合は前記第１省電力モードに移行し、その消費電流値がＳ−コンバーター６３Ｂの出力電流容量よりも大きい場合は前記第２省電力モードに移行する。したがって、消費電流が不明な前記他のＮＩＣが装着された場合でも、最適な省電力モードに移行することができる。

なお、上述の実施形態では、前記原稿検出信号、前記カバー開検出信号、前記操作入力信号が電源制御部６２に入力される例について説明したが、これらの信号を全てＮＩＣ４２に入力させて、いずれかの信号をＮＩＣ４２が受信したときにその受信信号を電源制御部６２に出力するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、本発明のスイッチ回路としてトランジスタを用いて例について説明したが、トランジスタに代えて、機械的スイッチなどのデバイスを用いたものを適用してもよい。

また、上述の実施形態では、上記省電力モード（第１省電力モード及び第２省電力モード）で複合機Ｘが動作する場合に、ＮＩＣ４２だけに電力を供給する例について説明したが、例えば、ＮＩＣ４２以外にも、常時電力を供給させる必要のある構成要素がある場合は、ＮＩＣ４２だけでなくその構成要素にも電力を供給する構成としてもよい。例えば、操作表示部２４に対する操作入力を電気的に検知するために操作表示部２４に常時電力を供給しておかなければならないのであれば、ＮＩＣ４２及び操作表示部２４の双方に電力を供給する構成が考えられる。この場合は、ＮＩＣ４２及び操作表示部２４の消費電流を検出できるように電流検出回路６９を構成すればよく、或いは、ＮＩＣ４２及び操作表示部２４それぞれに個別の電流検出回路６９を設ければよい。

また、上述の実施形態では、本発明の第１負荷の一例としてＮＩＣ４２を例示して説明したが、ＮＩＣ４２が搭載されていないタイプの複合機の場合は、常時電力を供給する必要がある構成要素が本発明の第１負荷に該当する。例えば、省電力モードから通常動作モードへの復帰条件として、操作表示部２４に対する操作入力を電気的に検知する必要がある場合は、操作表示部２４に常時電力を供給しておかなければならないので、この場合は、操作表示部２４が本発明の第１負荷に該当する。

Ｘ：複合機
１０：画像読取部
２１：ＡＤＦ
２２：画像形成部
２４：操作表示部
４５：駆動部
５０：主制御部
６０：電源装置
６２：電源制御部
６３：電源ユニット
６３Ａ：通常動作用コンバーター
６３Ｂ：省電力動作用コンバーター
６４−６７：トランジスタ
６８：電流検出回路

Claims (5)

1. 第１負荷を含む複数の負荷に電力を供給する通常動作モードと、少なくとも前記第１負荷を含む一部の負荷だけに電力を供給する省電力モードのいずれかに切り替えて各負荷に電力を供給する電源装置であって、
   前記複数の負荷に電力を供給可能な第１電源と、
   前記第１電源よりも出力電流容量の小さい第２電源と、
   前記第１負荷の動作中の消費電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であるかどうかを判定する判定手段と、
   前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であると前記判定手段によって判定された場合に、前記省電力モードにおいて前記第２電源から前記第１負荷に電力を供給し、前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量よりも大きいと前記判定手段によって判定された場合に、前記省電力モードにおいて前記第１電源から前記第１負荷に電力を供給する供給制御手段と、を具備する電源装置。
2. 前記判定手段は、前記通常動作モードから前記省電力モードに切り替えるための切替条件が満たされた場合に、前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であるかどうかを判定する請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第１負荷は、前記第１負荷を除く他の負荷に対する動作指示を示す信号の入力を受け付ける入力受付部である請求項１又は２に記載の電源装置。
4. 前記第１電源から前記第１負荷を除く他の負荷に電力を供給するための第１給電経路と、
   前記第１給電経路を導通又は遮断する第１スイッチ回路と、
   前記第２電源から前記第１負荷に電力を供給するための第２給電経路と、
   前記第２給電経路を導通又は遮断する第２スイッチ回路と、
   前記第１電源から前記第１負荷に電力を供給するための第３給電経路と、
   前記第３給電経路を導通又は遮断する第３スイッチ回路と、を更に備え、
   前記供給制御手段は、前記電流検知手段によって検知された前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量以下であると判定された場合に、前記第１スイッチ回路で前記第１給電経路を遮断し、前記第２スイッチ回路で前記第２給電経路を導通し、前記第３スイッチ回路で前記第３給電経路を遮断するようにスイッチング制御し、前記消費電流が前記第２電源の出力電流容量よりも大きいと判定された場合に、前記第１スイッチ回路で前記第１給電経路を遮断し、前記第２スイッチ回路で前記第２給電経路を遮断し、前記第３スイッチ回路で前記第３給電経路を導通するようにスイッチング制御するものである請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の電源装置と、
   被記録媒体に対して画像形成を行う前記第１負荷を除く他の負荷としての画像形成部と、
   前記画像形成部に対する印刷指示を示す信号の入力を受け付ける前記第１負荷としての入力受付部と、を具備する画像形成装置。
   

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