JP5843433B2 - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電源装置及び画像形成装置に関し、特に省電力モードを実現するための電源装置に関する。

近年、電子機器装置の省電力化が進んでおり、例えば、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においても画像形成を行わない待機状態において省電力モードに入り、消費電力を可能な限り抑制する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。画像形成装置における省電力モードでは、画像形成が行われていない場合は、動作させる必要のないユニットへの給電を遮断する。例えば、記録紙を搬送等するためのモータの制御を行うモータ制御ユニットへの給電を遮断する。制御ＣＰＵは、出力信号を例えばローレベルに切り換えて、トランジスタを介して接続されたスイッチ素子を非導通状態とすることで、モータ制御ユニットへの給電を遮断する。これによりモータ制御ユニットで消費される分の電力が削減される。モータ制御ユニット以外にも動作させる必要のないユニットについては給電を遮断する。このように画像形成が行われていない場合は、動作させる必要のないユニットについて電源供給を遮断することによって、省電力モードを実現することができる。

特開２００１−１８８４４２号公報

しかしながら、従来例では、省電力モードの状態において、装置のコンセントが抜かれた場合や電源スイッチがオフされた場合に、次のような課題が生じる。すなわち、電源装置内の複数のＤＣ／ＤＣコンバータの各電源出力に設けられた平滑コンデンサにチャージされた電荷がなかなか放電されず電圧低下に時間を要してしまう。装置の高機能化等に伴う電源出力容量の増大に伴い、平滑コンデンサの容量は増加傾向にある。その一方で省電力モード時の消費電力は、近年では１Ｗやそれ以下の値まで低減されるため、例えば、画像形成装置では平滑コンデンサの放電におよそ数秒から数十秒を要する場合もある。このように、省電力モードにおいてコンセントが抜かれた場合や電源スイッチがオフされた場合の電源出力の電圧低下に長い時間を要することで、以下のような課題が生じる。

第１の課題として、電源装置に、オペアンプからなる過電圧保護回路を用いた場合の課題を説明する。オペアンプは、非反転入力端子の電圧Ｖ（＋）が反転入力電圧Ｖ（−）よりも小さくなった場合にローレベルの信号を出力し、このローレベルの信号が絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに入力されることで、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの発振が停止される（後述する図３参照）。画像形成装置が省電力モードに入った状態で、コンセントが抜かれたり電源スイッチがオフされたりした場合等、電源からの電力供給が遮断されると、反転入力端子Ｖ（−）（＝Ｖ３−Ｖｆ）は、非反転入力端子Ｖ（＋）に比べて電圧降下が遅くなる。図８は横軸を経過時間、縦軸を電源電圧、オペアンプの出力としたグラフである。ここで、Ｖ１は商用電源を整流した直流電圧を絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで降圧した電圧、Ｖ３は電圧Ｖ１を非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで降圧した電圧、Ｖｆは過電圧保護回路内に設けられたダイオードの順方向電圧である。図８に示すように、電圧の降下途中で電圧Ｖ３の電源の過電圧状態が発生していないにも関わらずＶ（＋）＜Ｖ（−）の関係が成り立ち、オペアンプの出力がローレベルとなり絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの発振が強制的に停止される。この間に再度、コンセントの挿入や電源スイッチのオンにより装置に電源投入しても、Ｖ３の放電が完了するまでは絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが発振を開始することができない（起動不可能時間）。この時間はユーザにとってシステムダウン時間となるため、ユーザビリティを低下させてしまう。

第２の課題は、省電力モードに設定された場合、コントローラユニットが給電を受けた状態のままコントローラユニット内部の機能を一部停止させることで消費電力を抑える構成において生ずる。このような構成で省電力モード中にコンセントを抜いたり装置の電源スイッチをオフしたりすると、第１の課題と同様、平滑コンデンサの放電に時間を要する。このため、装置の電源をオフしたにも関わらず活電状態での増設メモリの挿抜が可能となり、増設メモリ及びコントローラユニットを破壊してしまう可能性がある。さらに絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは平滑コンデンサのチャージ電圧が所定電圧以下になるまで動作を継続してしまう。このため、省電力モードに設定された状態でコンセントを引き抜く又は装置の電源スイッチをオフしたとしても動作停止までに長い時間がかかってしまい、その分、無駄な動作が生じる可能性がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、省電力モード中に電源からの電力供給が遮断された場合でもコンデンサの放電を速やかに行うことを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

（１）入力される第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、前記第２の直流電圧を出力する出力手段と、前記出力手段により出力された前記第２の直流電圧を安定させるためのコンデンサと、前記コンデンサによって安定された前記第２の直流電圧が供給可能な負荷と、を備え、前記負荷の全部又は一部の動作が停止している停止モードに切り替わることが可能な電源装置であって、商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出する検出手段と、前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が高くなると、前記第１の直流電圧の前記出力手段への入力を停止させる保護手段と、前記停止モードにおいて、前記検出手段により前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出した場合に、前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が低い状態が維持されるように、前記停止モードにおいて停止している前記負荷を動作させることによって、前記コンデンサに充電された電荷を放電させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする電源装置。
（２）入力される第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、前記第２の直流電圧を出力する出力手段と、前記出力手段により出力された前記第２の直流電圧を安定させるためのコンデンサと、記録材に画像を形成するための負荷であって、前記コンデンサによって安定された前記第２の直流電圧が供給可能な負荷と、を備え、前記負荷の全部又は一部の動作が停止している停止モードに切り替わることが可能な画像形成装置であって、商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出する検出手段と、前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が高くなると、前記第１の直流電圧の前記出力手段への入力を停止させる保護手段と、前記停止モードにおいて、前記検出手段により前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出した場合に、前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が低い状態が維持されるように、前記停止モードにおいて停止している前記負荷を動作させることによって、前記コンデンサに充電された電荷を放電させるように制御する制御手段と、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、省電力モード中に電源からの電力供給が遮断された場合でもコンデンサの放電を速やかに行うことができる。

実施例１の電源装置の概略構成を示す図 実施例１の停電検出回路の動作波形を示す図 実施例１の電源装置の制御を説明するフローチャート 実施例１の電源装置の過電圧保護回路の動作波形を示す図 実施例２の電源装置の概略構成を示す図、コントローラユニットの概略構成を示す図 実施例２の電源装置の制御を説明するフローチャート 実施例３の電源装置の要部構成図、動作波形を示す図 従来例の電源装置の過電圧保護回路の動作波形を示す図

以下に、本発明に係わる実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（電源装置の概略構成）
図１は実施例１の画像形成装置の電源装置の概略構成を示す図である。本実施例の電源装置は、コンセント１を介して商用電源（不図示）より交流電圧が供給され、整流ダイオードブリッジ６及び平滑コンデンサ７によって直流電圧に整流される。絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８（出力手段）は、整流された直流電圧を入力として１次側回路との絶縁を確保するとともに、降圧された２次側の直流電圧Ｖ１を出力する。非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ１３及び２３（出力手段）は、１次側の直流電圧Ｖ１から、さらに降圧された２次側の直流電圧Ｖ２及びＶ３を出力する。Ｖ１、Ｖ２及びＶ３の出力には、各々出力電圧を安定させるための平滑コンデンサ９、１６及び２４が設けられ、負荷容量に合わせてコンデンサ容量が設定されている。尚、画像形成装置内には、画像形成に必要な各ユニットが存在するが、詳細説明を省略し本実施例では、制御ＣＰＵ３６（単にＣＰＵと図示）、コントローラユニット２１（負荷）及びモータ制御ユニット３４（負荷）のみを図１の例に図示している。

制御ＣＰＵ３６は、Ｖ２を動作電源（以下、電源Ｖ２ともいう）とし、画像形成装置全体の制御を行い、そのために各ユニットからの入力信号を受信し、又は各ユニットへの出力信号を送信する機能を有する。コントローラユニット２１は、電源Ｖ２から給電を受け、画像形成装置と接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ：不図示）から送信された画像データの処理を行う。画像処理スピード向上のために、ユーザはオプションで外部から増設メモリ２２を取り付けることができる。モータ制御ユニット３４は画像形成装置内において記録紙の搬送等を行うモータ（不図示）の制御を行い、Ｖ３を駆動電源（以下、電源Ｖ３ともいう）とし、その電源供給はスイッチ素子３０を介して制御ＣＰＵ３６によって制御される。制御ＣＰＵ３６は、ＳＯ３信号をモータ制御ユニット３４に出力し、モータ制御ユニット３４の回転速度を制御する。制御ＣＰＵ３６は、モータ制御ユニット３４への給電を遮断するために、出力信号ＳＯ１をローレベルに設定して、トランジスタ３２（スイッチ手段）をオフにする。そして、制御ＣＰＵ３６は、トランジスタ３２と接続されたＰチャネルＦＥＴであるスイッチ素子３０を非導通状態とする。これによりモータ制御ユニット３４の全部の動作が停止する。２９、３１、３３は抵抗である。これによりモータ制御ユニット３４で消費される分の電力が削減される。このように本実施例の電源装置は、画像形成が行われていない場合は、動作させる必要のないユニットについて電源供給を遮断することによって、消費電力を低減する省電力モードで動作可能である。尚、制御ＣＰＵ３６は例えばタイマを有し、画像形成動作が終了してからの時間をタイマで計測し、予め設定された所定時間を経過しても次のジョブを受信しなかった場合に省電力に移行する。

（過電圧保護回路）
図１に本実施例のオペアンプ３９からなる過電圧保護回路４４の例を示す。過電圧保護回路４４は、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が制御不能に陥り、Ｖ３が過電圧状態を維持しないようにする。その機能としては、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の入力電圧となる絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８の動作を停止することで過電圧状態を改善する。図１の電源構成において、最も出力電圧精度の良いＶ１を基準電圧とし、その下流にあるＶ３の電圧を監視する。電圧Ｖ１を抵抗４０及び抵抗４２で分圧してオペアンプ３９の非反転入力端子Ｖ（＋）に入力し、反転入力端子Ｖ（−）にはＶ３からダイオード４１の順方向電圧Ｖｆを差し引いた電圧が入力される。尚、抵抗４３は電流制限抵抗である。Ｖ１及びＶ３が正常出力している場合、オペアンプ３９の非反転入力端子Ｖ（＋）と反転入力端子Ｖ（−）の関係は、Ｖ（＋）＞Ｖ（−）が成立し、オペアンプ３９はハイレベルの信号を絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８に出力する。一方、非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が制御不能に陥り、Ｖ３の電圧が上昇した場合、オペアンプ３９の入力関係は、Ｖ（＋）＜Ｖ（−）となる。このときオペアンプ３９の出力はローレベル（以下、Ｌｏ信号という）となり、このＬｏ信号が絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８に入力されることで、その発振が停止される。尚ダイオード４１はＶ１からＶ３への電荷逆流防止のために挿入される。このように、過電圧保護回路は簡易でかつ安価に構成できる。

しかし、画像形成装置が省電力モードに入った状態において、コンセント１を抜かれた場合又は電源スイッチ３７をオフされた場合、Ｖ３の消費電力はほぼゼロであるため平滑コンデンサ２４の放電に長い時間を要する。仮に平滑コンデンサ２４の容量を１００ｕＦとして、省電力モードにおける電源Ｖ３とグランド間のインピーダンスが１００ｋΩとすると、放電時定数は１０秒となる。これに対してＶ１は非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ１３によりＶ２に変換され、そのＶ２の電荷がコントローラユニット２１及び制御ＣＰＵ３６によって消費されるため、Ｖ３に比較して速やかに低下する。よって図８に示すように反転入力端子Ｖ（−）は、非反転入力端子Ｖ（＋）に比べて電圧降下が遅く、降下途中でＶ３電源の過電圧状態が発生していないにも関わらずＶ（＋）＜Ｖ（−）の関係が成り立つ。これにより、オペアンプ３９の出力がローレベルとなり絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８の発振が強制的に停止される。この間に再度、コンセント１の挿入や電源スイッチ３７のオンによって電源投入しても、Ｖ３の放電が完了するまでは絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８が発振を開始することができない。

（停電検出回路）
本実施例では、画像形成装置の定着装置の制御等に利用されている周波数検知回路を用いて停電検出を行う。すなわち、周波数検知回路が停電検出回路（検出手段）として機能する。以下に図１を用いて周波数検知回路の説明を行う。コンセント１に繋がる２つのパターン間（ＡＣライン間）に、フォトカプラの発光ダイオード５ａ（発光素子）、整流ダイオード３及び電流制限抵抗２を挿入する。図２（ａ）に示すようにコンセント１を介して入力された商用電源の交流電圧に対して、整流ダイオード３の向きにのみ電流が流れるため、図２（ｂ）に示すように交流電圧に同期して発光ダイオード５ａに順方向電流が流れて発光する。一方、フォトカプラの受光トランジスタ５ｂ（受光素子）は、そのコレクタ端子が制御ＣＰＵ３６に接続されるとともに抵抗３５によって電源Ｖ２にプルアップされており、受光することによって図２（ｃ）に示すように方形波パルスが生成される。フォトカプラの受光トランジスタ５ｂは、制御ＣＰＵ３６に対してこの方形波パルス（パルス信号）をＳＩ３信号として出力する。制御ＣＰＵ３６は、この方形波パルスがＳＩ３信号として入力されることによって、商用電源の周波数検知や交流電圧波形とのタイミング同期を行うことができる。フォトカプラの受光トランジスタ５ｂからパルス信号が所定時間出力されない場合、すなわち制御ＣＰＵ３６にパルス信号が一定時間以上入力されない場合に（図２（ａ）破線）、制御ＣＰＵ３６は停電すなわち電源供給が遮断されたと判断することができる。尚、制御ＣＰＵ３６は、例えばカウンタを用いて、受光トランジスタ５ｂのコレクタ電圧の立ち上がりから所定時間立ち下がりを検出できなかった場合に電源供給が遮断されたと判断する。ここで、カウンタに代えて例えばタイマを用いる構成としてもよい。また、電源供給が遮断されたか否かの判断は、コントローラユニット２１が行う構成としてもよい。

（電源オフ処理の制御）
図３を用いて本実施例の電源オフ処理の制御フローを説明する。電源が投入され制御ＣＰＵ３６が制御を開始すると、制御ＣＰＵ３６は装置が省電力モードの状態であるか否かを判断する（ステップ１（以下、Ｓ１））。Ｓ１で制御ＣＰＵ３６は、装置が省電力モードであると判断した場合は、Ｓ２で出力信号ＳＯ１（ＳＯ１信号）をローレベル（Ｌｏ出力）に設定して、スイッチ素子３０をオフ状態にする。これにより制御ＣＰＵ３６は、モータ制御ユニット３４への給電を停止し、消費電力を低減することができる。Ｓ３で制御ＣＰＵ３６は、コンセント１が抜かれたり電源スイッチ３７がオフされた状態、すなわち給電停止状態であるか否かを判断する。具体的には制御ＣＰＵ３６は、周波数検知回路からの入力信号ＳＩ３において一定時間パルスが検出されない場合に給電停止状態であると判断する。Ｓ３で制御ＣＰＵ３６は、装置が給電停止状態であると判断した場合には、Ｓ４で出力信号ＳＯ１をハイレベル（Ｈｉ出力）に設定して、スイッチ素子３０をオン状態とする。これにより制御ＣＰＵ３６は、モータ制御ユニット３４（放電用負荷）への給電を開始する。このように、省電力モード中に制御ＣＰＵ３６が給電停止状態であることを判断し、モータ制御ユニット３４への給電を開始することによって、電源Ｖ３は速やかに電圧降下することができる。

このように省電力モードにおいて給電停止状態を検知した場合に、消費電力削減のために給電を停止していたユニット（本実施例では例えばモータ制御ユニット３４）に対して、給電を再開することによって電源電圧Ｖ３を速やかに降下させることができる。これにより、図４に示すように、過電圧保護回路４４のオペアンプ３９の反転入力端子Ｖ（−）を速やかに降下させ、非反転入力端子Ｖ（＋）に対して、常に下回るようにすることができる。従って、オペアンプ３９の出力がハイレベルに維持され、常に電源の再起動が可能な状態（常時起動可能）を保持することができる。ここで、図４は横軸を経過時間、縦軸を電源電圧、オペアンプ３９の出力としたグラフである。

以上本実施例によれば、省電力モード中に電源からの電力供給が遮断された場合でも平滑コンデンサの放電を速やかに行うことができる。従ってユーザビリティを低下させることなく、省電力モードを実現することが可能となる。

図５（ａ）は実施例２の電源装置の概要を示す図である。実施例１と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。本実施例では省電力モードを実現するために、コントローラユニット２１内部の機能を停止させる場合について説明する。

（コントローラユニット）
図５（ｂ）にコントローラユニット２１内部のブロック図を示す。コントローラユニット２１は、コントローラ制御ＡＳＩＣ５９、増設メモリスロット５０、イーサネット（登録商標）インターフェース５４、ＵＳＢインターフェース５５を内蔵している。コントローラユニット２１には、この他にも構成要素が存在するが本実施例では省略する。イーサネット（登録商標）インターフェース５４及びＵＳＢインターフェース５５は各々イーサネット（登録商標）ケーブル５６及びＵＳＢケーブル５７と接続され、不図示のネットワークや各ユーザのＰＣ（パーソナルコンピュータ）と接続されている。増設メモリスロット５０は、外部からユーザが増設メモリ２２を装着するために設けられている。これら各種インターフェースやメモリスロットは、コントローラ制御ＡＳＩＣ５９によって制御される。コントローラ制御ＡＳＩＣ５９内部には、インターフェース通信制御部５３、メモリ制御部５１、画像処理制御部５２等の各機能が内蔵されている。

コントローラユニット２１はＶ２から常時電源供給を受けるが、省電力モードを達成するために、コントローラ制御ＡＳＩＣ５９内の機能について、一部を除いて全て停止して、コントローラユニット２１として消費される電力を削減することができる。例えばコントローラ制御ＡＳＩＣ５９内の画像処理制御部５２及びメモリ制御部５１は、画像形成を行わない省電力モードでは、制御クロックの供給自体を止めて完全に機能を停止させる。その後、コントローラユニット２１は、インターフェース通信制御部５３を介して、ユーザからのプリント要求信号があった場合に、停止していた機能を復活させて再び画像形成を行う。このように本実施例のコントローラユニット２１は、常時電源供給を受ける場合においても、その内部機能を停止させることで電力消費を抑制することできる。コントローラユニット２１が内部機能を停止させている状態で、コンセント１を抜くか電源スイッチ３７をオフすると、実施例１同様にＶ２電圧の降下に時間がかかる。このため、この間に増設メモリ２２を挿抜すると増設メモリ２２及びコントローラユニット２１を破壊してしまうおそれがある。

本実施例では、図５（ａ）に示すように電源Ｖ２とグランド電位間に、トランジスタ１９（切換素子）及び抵抗１７を直列に挿入する。トランジスタ１９のベース端子はプルアップ抵抗１８によってＶ２電位にプルアップされ、かつ制御ＣＰＵ３６にベース抵抗２０を介して接続される。プルアップ抵抗１８は、抵抗１７に比して十分大きな抵抗とし、制御ＣＰＵ３６が信号ＳＯ２をローレベル（Ｌｏ）に設定し、プルアップ抵抗１８に電流が流れた場合でも、省電力モードにおける目標電力値に影響を与えないようにする。一例として、Ｖ２＝３．３Ｖとし、抵抗１７を１００Ω、プルアップ抵抗１８を１０ｋΩと設定すると、プルアップ抵抗１８で消費される最大電力は１ｍＷ程度あり、省電力モード時の目標消費電力値が１Ｗだとしても無視できる電力といえる。

（制御ＣＰＵ）
本実施例における制御ＣＰＵ３６は、その電源電圧Ｖ２が一定値（リセット電圧）を越えた場合に自身のリセット状態を解除し、リセット電圧を下回った場合にリセット状態に設定するパワーオンリセット機能を備えている。制御ＣＰＵ３６がリセット状態となった場合は、機能を停止して全ての出力端子は高インピーダンス状態に保持される。よって制御ＣＰＵ３６自体の消費電力が低減する。

（電源オフ処理の制御）
本実施例の電源オフ処理の制御について、図６を用いて説明する。Ｓ５で制御ＣＰＵ３６は、制御ＣＰＵ３６の電源電圧であるＶ２がリセット電圧より大きいか否かを判断する。Ｓ５で制御ＣＰＵ３６は、Ｖ２がリセット電圧より低いと判断した場合は、リセット状態を保持し、全ての出力端子を高インピーダンスに保持している。従ってトランジスタ１９の初期状態はオン状態となる。Ｓ５で制御ＣＰＵ３６は、Ｖ２がリセット電圧より大きいと判断すると、Ｓ６でリセット解除状態に遷移し、Ｓ７でＳＯ２信号をローレベル（Ｌｏ出力）に設定する。これによりトランジスタ１９はオフ状態となり、抵抗１７による電力消費がゼロとなる。Ｓ８で制御ＣＰＵ３６は、コンセント１が抜かれて給電停止状態であるか否かを判断する。Ｓ８の判断は、実施例１（図３ Ｓ３）で説明した判断と同様である。Ｓ８で制御ＣＰＵ３６は給電停止状態であると判断した場合、Ｓ９でＳＯ２信号をハイレベル（Ｈｉ出力）に設定する。従ってトランジスタ１９はオン状態になり、抵抗１７（放電用負荷）を介して平滑コンデンサ１６の放電経路を形成する。仮に平滑コンデンサ１６の容量を１０００ｕＦ、抵抗１７の抵抗値を１００Ωとすると、放電時定数は０．１ｓであり、Ｖ２電圧は速やかに電圧降下する。従ってコンセント１を抜いたユーザがオプションの増設メモリ２２を挿入したり、抜いたりする作業を行っても活電挿抜となることを回避することが可能となる。Ｓ１０で制御ＣＰＵ３６は、Ｖ２がリセット電圧より小さいか否かを判断し、Ｖ２がリセット電圧より小さいと判断した場合、Ｓ１１でリセット状態に遷移し、制御ＣＰＵ３６の入出力ポート全てを高インピーダンスに設定する。尚、本実施例ではオプションとして増設メモリ２２の挿抜について説明したが、その他のオプション装置の挿抜についても適用できる。ここでＶ２電圧が降下する際に、制御ＣＰＵ３６のリセット電圧を下回ると、制御ＣＰＵ３６のＳＯ２信号の出力ポートはハイレベルの出力状態から高インピーダンス状態に遷移してしまう。しかしながらプルアップ抵抗１８が存在するため、トランジスタ１９のオン状態は継続され、Ｖ２は継続して速やかに降下する。

本実施例において重要となるのは、Ｖ２の電源出力とグランド間にノーマリーオンとなる負荷素子（トランジスタ１９）を挿入する点にある。このような構成により、Ｖ２電源電圧低下によって制御ＣＰＵ３６がリセット状態となり制御ＣＰＵ３６による制御が不可能な状態においても放電経路を形成することが可能となる。

以上本実施例によれば、省電力モード中に電源からの電力供給が遮断された場合でも平滑コンデンサの放電を速やかに行うことができる。これにより、電源オフ後すぐにユーザが増設メモリ等のオプション装置を脱着する作業を行っても、オプション装置や装置本体を破壊するおそれがなく、省電力モードを実現することができる。

図７（ａ）は実施例３の電源装置の要部概略構成図であり、実施例１と異なる構成となる要部のみ記載している。実施例１と同じ構成である平滑コンデンサ７の後段部は図示を省略し、図１と同じ符号を用いて以下説明する。Ｘコンデンサ４５は商用電源のライン間に接続するノーマルモードノイズ除去用のコンデンサである。放電抵抗６１、６２は、コンセント１を引き抜いたときに、Ｘコンデンサ４５のチャージ電荷を放電させるための抵抗である。ここで、法令により、コンセント１を引き抜いてから１秒後の電圧を初期値に対して３７％以下にすることが定められている。このため、放電抵抗６１、６２の抵抗値は、Ｘコンデンサ４５の容量に応じて設定する必要がある。従来は、Ｘコンデンサ４５の放電を抵抗６１、６２のみで構成していたが、本実施例では、放電抵抗６１、６２に加えて、フォトカプラの発光ダイオード５ａ、ダイオード４８及び４９を追加して構成している点に特徴がある。

（停電検出回路）
フォトカプラの発光ダイオード５ａはコンセント１の引き抜き又は電源スイッチ３７のオフを検出するための素子として使用し、ダイオード４８、４９は交流電流を交互に流すために使用する素子である。通常動作において、商用電源の電源スイッチ３７側がプラス極性のとき、電流は放電抵抗６１、フォトカプラの発光ダイオード５ａ、ダイオード４８を経由してコンセント１に流れる。一方、商用電源が電源スイッチ３７側がマイナス極性のとき、電流は放電抵抗６２、フォトカプラの発光ダイオード５ａ、ダイオード４９を経由してコンセント１に流れる。コンセント１の引き抜き時のＸコンデンサ４５の放電時も、Ｘコンデンサ４５に充電されている極性によって上記と同様の経路で電流が流れる。つまり本実施例の場合、電流は放電抵抗６１、６２のいずれか片方だけに流れるため、Ｘコンデンサ４５の放電時間を従来と同等とした場合、放電抵抗値は従来に対して２倍に設定する必要がある。このとき、放電抵抗としてのトータル消費電力は、従来と本実施例は同等となる。つまり、もともと消費しているＸコンデンサ４５の放電電流を、ＡＣ入力電圧の停電検知に利用することで、消費電力を従来に対して追加することなくＡＣ入力電圧の停電検知を実現する。

上記構成において、フォトカプラの発光ダイオード５ａに流れる電流（Ｉ_ＰＣ）は、横軸を時間、縦軸を電圧とすると、図７（ｂ−２）に示すようにＡＣ入力電圧（図７（ｂ−１））を整流した波形と相似形になる。一方、フォトカプラの受光トランジスタ５ｂは抵抗３５にて制御ＣＰＵ３６のＶｃｃと同じ電源電圧Ｖ２でプルアップし、受光トランジスタ５ｂのコレクタは制御ＣＰＵ３６の入力ポートに接続している（図１参照）。フォトカプラの発光ダイオード５ａに図７（ｂ−２）のような電流が流れると、受光トランジスタ５ｂのコレクタには、図７（ｂ−３）のようなパルス波形（Ｖ_ＳＩ３）が発生する。このような構成において、省電力モード時にコンセント１が引き抜かれる又は電源スイッチ３７がオフされると、フォトカプラの発光ダイオード５ａには電流が流れない。このため受光トランジスタ５ｂは常にオフし、制御ＣＰＵ３６のポートにはハイレベルの信号ＳＩ３が入力される。従って、制御ＣＰＵ３６は実施例１同様、パルス波形が入力されているか否かを監視することでコンセント１の引き抜き又は電源スイッチ３７のオフによる電力供給の遮断すなわち停電を検出することが可能になる。

コンセント１の引き抜き又は電源スイッチ３７のオフ検出における制御ＣＰＵ３６の処理は、実施例１で説明した図３のフローチャートと同じであるため説明を省略する。これにより電源Ｖ３は速やかに電圧降下することができる。

以上説明したように、省電力モードにおいて停電状態を検知した場合又は省電力モードから通常モード時への復帰期間中に停電状態を検知した場合、本実施例でも電源電圧Ｖ３を速やかに降下させることができる。具体的には、消費電力を増加させることなく、消費電力削減のために給電を停止していた例えばモータ制御ユニット３４に対して、給電を再開することによって電源電圧Ｖ３を速やかに降下させることができる。従って、実施例１と同様、図５に示すようにオペアンプ３９の反転入力端子Ｖ（−）を速やかに降下させ、非反転入力端子Ｖ（＋）に対して常に下回るようにすることができる。これにより過電圧保護回路４４のオペアンプ３９の出力がハイレベルに維持され常に電源の再起動が可能な状態を保持することができる。また本実施例においても、実施例２と同様、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ８の動作を速やかに停止することも可能になり、ユーザが増設メモリ２２を活電挿抜することを回避することができる。また、専用の放電抵抗を構成する必要がないため、トータル消費電力をより削減することができる。このように、省電力モード中に電源からの電力供給が遮断された場合でも平滑コンデンサの放電を速やかに行うことができる。従ってユーザビリティを低下させることなく、省電力モードを実現することが可能となる。

５ａ フォトカプラの発光ダイオード
５ｂ フォトカプラの受光トランジスタ
２３ 非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４ 平滑コンデンサ
３４ モータ制御ユニット
３６ 制御ＣＰＵ

Claims (13)

1. 入力される第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、前記第２の直流電圧を出力する出力手段と、
   前記出力手段により出力された前記第２の直流電圧を安定させるためのコンデンサと、
   前記コンデンサによって安定された前記第２の直流電圧が供給可能な負荷と、を備え、
   前記負荷の全部又は一部の動作が停止している停止モードに切り替わることが可能な電源装置であって、
   商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出する検出手段と、
   前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が高くなると、前記第１の直流電圧の前記出力手段への入力を停止させる保護手段と、
   前記停止モードにおいて、前記検出手段により前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出した場合に、前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が低い状態が維持されるように、前記停止モードにおいて停止している前記負荷を動作させることによって、前記コンデンサに充電された電荷を放電させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする電源装置。
2. 前記負荷の全部が動作している動作モードに切り替わることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記コンデンサによって安定された前記第２の直流電圧を前記負荷に供給するか否かを切り替えるためのスイッチ手段を備え、
   前記制御手段は、前記停止モードにおいて、前記検出手段により前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出した場合に、前記スイッチ手段により前記負荷を動作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。
4. 前記負荷は、前記出力手段の前記第２の直流電圧が出力される側の電源ラインとグランドの間に接続された抵抗であり、前記停止モードとは、前記負荷に電流が流れていない状態であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
5. 前記抵抗に直列に接続され、オンとオフの切り換えが可能な切換素子を有し、
   前記制御手段は、前記検出手段により前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出した場合に、前記切換素子をオンに切り換えることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記切換素子は、ノーマリーオンとなる切換素子であることを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
7. 前記検出手段は、前記商用電源の交流電圧に同期して発光する発光手段と、前記発光手段によって発光された光を受光してパルス信号を出力する受光手段と、を有し、
   前記受光手段により出力されるパルス信号が所定時間出力されない場合に、前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源装置。
8. 前記検出手段は、ノーマルモードノイズを除去するためのコンデンサと、前記ノーマルモードノイズを除去するためのコンデンサに充電された電荷を放電させるための抵抗と、を有し、
   前記発光手段は、前記ノーマルモードノイズを除去するためのコンデンサに充電された電荷を放電させるための抵抗に接続され、前記ノーマルモードノイズを除去するためのコンデンサの放電を行うことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
9. 前記第１の直流電圧を出力する出力手段を有し、
   前記第１の直流電圧を出力する出力手段は絶縁型のコンバータであって、前記第２の直流電圧を出力する出力手段は非絶縁型のコンバータであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電源装置。
10. 前記保護手段は、前記第１の直流電圧を分圧した値よりも、前記第２の直流電圧からダイオードの順方向電圧を差し引いた電圧の値が大きくなった場合に、前記第１の直流電圧を出力する出力手段を停止させる保護回路であることを特徴とする請求項９に記載の電源装置。
11. 入力される第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、前記第２の直流電圧を出力する出力手段と、
    前記出力手段により出力された前記第２の直流電圧を安定させるためのコンデンサと、
    記録材に画像を形成するための負荷であって、前記コンデンサによって安定された前記第２の直流電圧が供給可能な負荷と、を備え、
    前記負荷の全部又は一部の動作が停止している停止モードに切り替わることが可能な画像形成装置であって、
    商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出する検出手段と、
    前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が高くなると、前記第１の直流電圧の前記出力手段への入力を停止させる保護手段と、
    前記停止モードにおいて、前記検出手段により前記商用電源からの電力供給が遮断されたことを検出した場合に、前記第１の直流電圧よりも前記第２の直流電圧が低い状態が維持されるように、前記停止モードにおいて停止している前記負荷を動作させることによって、前記コンデンサに充電された電荷を放電させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記第１の直流電圧を出力する出力手段を有し、
    前記第１の直流電圧を出力する出力手段は絶縁型のコンバータであって、前記第２の直流電圧を出力する出力手段は非絶縁型のコンバータであることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記保護手段は、前記第１の直流電圧を分圧した値よりも、前記第２の直流電圧からダイオードの順方向電圧を差し引いた電圧の値が大きくなった場合に、前記第１の直流電圧を出力する出力手段を停止させる保護回路であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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