JP6124146B2 - 電源システムおよび画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は電源システムおよび同システムを備えた画像形成装置に関し、詳しくは、パルス信号にしたがって電源のスイッチング電源の発振動作を制御する技術に関する。
従来、パルス信号にしたがって電源のスイッチング電源の発振動作を制御する技術が、例えば、特許文献1に開示されている。そこでは、モード制御ブロック(電源キー制御IC)から供給される制御パルス信号にしたがってスイッチング電源の発振を制御するスイッチ制御部を備え、スイッチング電源の出力を停止させる際、制御パルス信号によって停止させる技術が開示されている。
特開2012−105378号公報
電源システムの動作中等に外乱ノイズが生じると、スイッチ制御部(電源制御IC)が、外乱ノイズを、発振動作を切り替えるための制御パルス信号と勘違いし、スイッチ制御部がスイッチング電源の発振を停止させてしまう虞があった。
本発明は、パルス信号によってスイッチング電源の発振動作が切替わる電源システムにおいて、外乱ノイズにより不具合が発生するのを抑制する技術を提供するものである。
本明細書によって開示される電源システムは、交流電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換して出力するスイッチング電源であって、動作モードとして、発振している状態であるONモードと、発振が停止している状態であるOFFモードとを有するスイッチング電源と、前記スイッチング電源の前記動作モードを指定するパルス信号を生成するモード制御部と、少なくとも前記スイッチング電源が発振を停止している間に、前記モード制御部に電力を供給する補助電源と、前記交流電源から電力を供給されることにより起動し、前記パルス信号にしたがって前記スイッチング電源の発振動作を制御する電源制御部と、前記交流電源から電力の供給が開始されたことを検出する供給検出部と、を備え、前記電源制御部は、前記発振停止中に前記モード制御部から前記パルス信号を入力される場合、前記スイッチング電源を発振させる発振処理と、前記発振中に前記モード制御部から前記パルス信号を入力される場合、前記スイッチング電源の発振を停止させる発振停止処理と、前記供給検出部によって、前記交流電源からの電力供給開始が検出された場合、所定時間、前記パルス信号の入力を無効にする無効処理と、を実行する。
本構成によれば、無効処理によって、外乱ノイズが発生しやすい交流電源からの電力供給開始時において、所定時間、スイッチング電源の発振を開始または停止させるパルスの入力が無効にされる。そのため、パルスによってスイッチング電源の発振動作が切り替わる電源システムにおいて、外乱ノイズにより不具合が発生するのを抑制することができる。
上記電源システムにおいて、前記電源制御部は、前記供給検出部を含むようにしてもよい。
本構成によれば、他の部が供給検出部を含み、その結果を電源制御部が受け取る場合と比べて、無効処理を迅速に実行することができる。
また、上記電源システムにおいて、前記スイッチング電源は、前記交流電源の交流電圧を整流し、直流電圧を出力する整流回路を含み、前記電源制御部は、
前記整流回路から出力される直流電圧を受け取る電源端子と、前記電源端子に接続され、前記整流回路から出力される直流電圧が所定値以上に達した場合に計時を開始するタイマと、前記OFFモードを指定するパルス信号を受け取るOFF端子と、前記OFF端子および前記タイマに接続され、前記タイマが前記所定時間を計時した後に、前記OFF端子の入力を有効にするスイッチと、を含むようにしてもよい。
本構成によれば、タイマとスイッチとを用いて、パルス入力を無効にする無効処理を、簡易な構成で好適に実行できる。
また、上記電源システムにおいて、前記スイッチング電源から電力を供給されるシステム制御部を備え、前記所定時間は、前記供給検出部によって前記交流電源から電力の供給が検出された時から前記システム制御部が起動するまでの時間とされるようにしてもよい。
本構成によれば、システム制御部の起動時間以上、パルスの無効期間を長くすると、ユーザが電源キーによってスイッチング電源をOFFモードに変更しようとしても変更できない場合が生じる可能性がある。そのため、所定時間をシステム制御部の起動時間とすることによって、外乱ノイズにより不具合が発生するのを抑制しつつ、電源オン時にユーザが電源キーによってスイッチング電源をOFFモードに変更することができる。
また、上記電源システムにおいて、前記スイッチング電源から電力を供給されるシステム制御部と、電源キーと、を備え、前記モード制御部は、前記ONモードおよび前記OFFモードのうちいずれのモードであるかのモード情報を記憶する記憶部を有し、前記電源キーが押下される際に前記電源キーから出力される押下信号を検出する押下検出処理と、前記記憶部に前記ONモードのモード情報が記憶されているときに前記押下信号を検出した場合、前記押下信号を検出したことを示す押下情報を前記システム制御部に出力する押下出力処理と、前記システム制御部からOFFモード設定信号が入力された場合、前記記憶部に前記OFFモードのモード情報を設定するOFFモード設定処理と、前記システム制御部からONモード設定信号が入力された場合、前記記憶部に前記ONモードのモード情報を設定するONモード設定処理と、を実行し、前記システム制御部は、前記モード制御部から前記押下情報を入力された場合、前記モード制御部に前記OFFモード設定信号を出力するオフ出力処理と、発振を開始した前記スイッチング電源から電力を供給されると、前記モード制御部に前記ONモード設定信号を出力するオン出力処理と、を実行するようにしてもよい。
本構成によれば、電源キーによって、スイッチング電源のモード切替え指示が行われ、その指示に基づいて、システム制御部がモード設定を行う電源システムにおいて、外乱ノイズにより不具合が発生するのを抑制することができる。
また、本明細書によって開示される画像形成装置は、上記のいずれかに記載の電源システムと、前記スイッチング電源から出力される前記直流電圧を利用して画像を形成する画像形成部とを備える。
本構成によれば、電源システムを備える画像形成装置において、その電源システムにおいて、外乱ノイズにより不具合が発生するのを抑制することができる。それによって、画像形成装置の使用開始時に、装置が起動しないことが、抑制される。
本発明によれば、パルス信号によってスイッチング電源の発振動作が切替わる電源システムにおいて、外乱ノイズにより不具合が発生するのを抑制することができる。
一実施形態の画像形成装置の概略的な構成を示すブロック図 画像形成装置が備える電源システムの構成を示す回路図 電源制御ICの概略的な構成を示すブロック図 ASICの制御処理を示すフローチャート 電源キー制御ICの制御処理を示すフローチャート 電源制御ICの制御処理を示すフローチャート モード変更に係る各制御部の動作を示すシーケンス図 OFFモード中に電源をオフされた後の、電源オン時の処理に係るフローチャート OFFモード中に電源をオフされた後の、電源オン時の各制御部の動作を示すシーケンス図 ONモード中に電源をオフされた後の、電源オン時の処理に係るフローチャート ONモード中に電源をオフされた後の、電源オン時の各制御部の動作を示すシーケンス図 電源オン時の処理に係るタイムチャート
<実施形態>
一実施形態について図1から図12を参照して説明する。
1.プリンタの説明
図1に示されるように、画像形成装置の一例であるプリンタ1は、印刷部2、通信部3a、画像メモリ3b、表示部4および電源システム100を備えている。電源システム100は、低圧電源部10と制御部50とから構成されている。低圧電源部10はプリンタ1の電源となるものであり、印刷部2、通信部3a、画像メモリ3bおよび制御部50に対して電力を供給する。なお、画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、コピー機、スキャナー、複合機等であってもよい。
印刷部2は、感光ドラム2a、感光ドラム2aの表面を帯電させる帯電プロセスを実行する帯電器2b、感光ドラム2aの表面に静電潜像を形成する露光プロセスを実行する露光装置2c、感光ドラム2aの表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像プロセスを実行する現像器2d、記録媒体に現像剤像を転写する転写プロセスを実行する転写器2e、記録媒体上に転写された現像剤像を定着させる定着プロセスを実行する定着器2f等から構成されている。
印刷部2は帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスを実行して、記録媒体上に印刷データを印刷する印刷処理を実行するものである。通信部3aはPC等の情報端末装置との間で通信を行うものであり、情報端末装置から印刷指示や印刷データを受信する機能を担う。画像メモリ3bは、情報端末装置から受信した印刷データを一時記憶するものである。
上記プリンタ1は、通信部3aが情報端末装置から印刷指示を受けて印刷データを受信すると、制御部50が、印刷部2に帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスからなる印刷処理を実行させることで、記録媒体に印刷データを印刷させる。なお、印刷部2の動作電圧は主に24Vであるのに対して、通信部3a、画像メモリ3bおよび制御部50の動作電圧は主に3.3Vである。
なお、プリンタ1は、動作モードとして、ONモードとOFFモードとを有する。ONモードとは、OFFモード中に電源キーSW1(図2参照)がユーザにより押下されることによって設定される状態である。ONモードは、詳細には後述するが、電源システム100のスイッチング電源20が動作している状態であり、レディモード、プリントモード、およびスリープモードを有する。レディモードとは、プリンタ1が印刷指示に応答して即座に印刷処理を実行できる状態である。そのため、レディモードにおいては、定着器2fは、詳しくは、定着器2fのヒータは、定着可能な温度或いは定着可能な温度よりやや低い温度に維持されるように通電制御されている。プリントモードとは、プリンタ1が印刷指示を受け、印刷部2が動作されている状態である。そのため、プリントモードにおいては、定着器2fのヒータは、定着可能な温度に維持されるように通電制御されている。
また、スリープモードとは、印刷処理を完了してから印刷指示が所定時間なくプリンタ1が待機している状態である。スリープモードでは、定着器2fのヒータは通電されていない。そのため、スリープモードは、プリントモードやレディモードよりも省電力である。また、OFFモードとは、ONモード中に電源キーSW1(図2参照)がユーザにより押下されることによって設定される状態である。OFFモードでは、定着器2fのヒータは通電されておらず、また、詳細には後述するが、電源システム100のスイッチング電源20が停止しているため、OFFモードは、スリープモードよりも省電力である。
2.電源システムの構成
図2を参照して電源システム100の構成について説明する。電源システム100は低圧電源部10および制御部50を含み、低圧電源部10は、スイッチング電源20および小容量電源30を含む。
2−1.低圧電源部の構成
まず、スイッチング電源20および小容量電源30を含む低圧電源部10の構成について、図2を参照しながら説明する。
2−1−1.スイッチング電源の構成
スイッチング電源20は、整流平滑回路21、電源制御IC22、電圧発生回路23、トランス24、FET(電界効果トランジスタ)Q1、整流平滑回路25、電圧検出回路26、およびDC−DCコンバータ27、28を含む。スイッチング電源20は、動作モードとして、トランス24の一次側が発振している状態であるONモードと、発振が停止している状態であるOFFモードとを有する。
ここで、スイッチング電源20のONモードにおいては、トランス24の一次側が発振して、スイッチング電源20が出力している状態にある。レディモードおよびプリントモードにおいては、DC24V、DC5VおよびDC3.3Vが出力され、スリープモードにおいては、DC5VおよびDC3.3Vが出力される。
一方、OFFモードにおいては、トランス24の発振が停止してスイッチング電源20の出力が停止している状態にある。
スイッチング電源20は、交流電源ACの交流電圧Vacを整流平滑化する。ONモードにおいて、プリンタ1がレディモードまたはプリントモードの場合、+24V、+5Vおよび+3.3Vの直流電圧を生成し、プリンタ1がスリープモードの場合、+24Vに変えて、+6Vを出力し、+5Vおよび+3.3Vの直流電圧を生成する。+24Vおよび+6Vの直流電圧(以下「DC24V」、「DC6V」と記す)は第1出力端子OUT1から出力され、+5Vの直流電圧(以下「DC5V」と記す)は第2出力端子OUT2から出力され、+3.3Vの直流電圧(以下「DC3.3V」と記す)は第3出力端子OUT3から出力される。一方、OFFモードでは、直流電圧は出力されない。
整流平滑回路21は、交流電源ACの交流電圧(例えば、240V)Vacを整流するブリッジダイオードおよび整流後の電圧を平滑化するコンデンサを含む。整流平滑回路21の出力は、トランス24の一次コイルに印加される。
トランジスタQ1はNチャンネルのMOSFETであり、電源制御IC22の出力端子OUTからゲートにオン/オフ信号(PWM信号)が与えられることにより、オン/オフ動作する。これにより、トランス24の一次側が発振して、トランス24の二次コイルに電圧を誘起させる。
また、トランス24の一次側には電圧発生回路23が設けられている。電圧発生回路23は、トランス24の一次側に設けられた補助コイルに誘起される電圧を整流平滑化して、電源制御IC22用の電源電圧Vccを生成する。
整流平滑回路25はトランス24の二次コイルに誘起された電圧を整流平滑化してDC24Vを生成する。
電圧検出回路26は、フォトカプラPC1を含み、スイッチング電源20のDC24V出力の検出レベルに応じて、フォトカプラPC1の発光ダイオードLED1を発光させる。フォトカプラPC1は、電源制御IC22のフィードバック端子FBに接続されたフォトトランジスタPT1を含む。そのため、発光ダイオードLED1の光信号はフォトトランジスタPT1にて電気信号に戻され、DC24V出力の検出値が電源制御IC22のフィードバック端子FBにフィードバックされる。
DC−DCコンバータ27は、DC24VをDC5Vに変換して出力し、DC−DCコンバータ28は、DC24VをDC3.3Vに変換して出力する。
電源制御IC(「電源制御部」の一例)22は、図2および図3に示すように、電源検出部22A、タイマ22B、スイッチ22C、駆動制御部22D、および電源切替部22E等を含む。電源制御IC22は、交流電源ACから電力を供給されることにより起動し、後述する電源制御キーIC70からのONパルス信号(「動作モードを指定するパルス信号」の一例)PonおよびOFFパルス信号(「動作モードおよびOFFモードを指定するパルス信号」の一例)Poffにしたがってスイッチング電源20の発振動作を制御する。
電源検出部(「供給検出部」の一例)22Aは、整流平滑回路21から平滑電圧入力端子(「電源端子」の一例)VHに印加される直流電圧が所定値以上に達したことを検出し、検出信号をタイマ22Bに出力する。言い換えれば、電源検出部22Aは、交流電源ACから電源システム100に電力の供給が開始されたことを検出する。
タイマ22Bは、平滑電圧入力端子VHに接続され、電源検出部22Aからの検出信号を受け取ったタイミングから計時を開始し、所定時間K1経過した際に、計時完了信号Sccをスイッチ22Cに供給しスイッチ22Cをオンさせる。
なお、タイマ22Bが電源検出部22Aを含む構成としてもよい。また、電源検出部22Aが電源制御IC22に含まれることには限られず、例えば、電源検出部22Aは、小容量電源30に含まれてもよいし、後述する電源キー制御IC70に含まれてもよい。
スイッチ22Cは、タイマ22Bに接続され、タイマ22Bが所定時間K1(図8および図12参照)を計時した後に、オフ入力端子OFFの入力を有効にする。スイッチ22Cは、例えば、トランジスタTR1によって構成される。すなわち、所定時間K1を計時した後にタイマ22Bから供給される計時完了信号Sccによって、トランジスタTR1はオン状態となり、オフ入力端子OFF(「OFF端子」の一例)が有効化される。
駆動制御部22Dは、オン入力端子ON、オフ入力端子OFF、およびFB(フィードバック)端子に接続され、各端子に入力される信号に応じて、FET(Q1)のゲートGに対して、出力端子OUTからオン/オフ信号(PWM信号)を出力することにより、FETをスイッチング制御する。
具体的には、オン入力端子ONに入力されるONパルス信号Ponに応じて、FETのゲートGに対してPWM信号を出力することにより、スイッチング電源20を発振させてONモードにする。一方、オフ入力端子OFFに入力されるOFFパルス信号Poffに応じて、FETのゲートGに対してPWM信号の出力を停止することにより、スイッチング電源20の発振を停止させOFFモードにする。また、FB端子入力されたフィードバック信号Sfbに基づいてPWM信号のPWM値を決定し、決定されたPWM値に基づいてFETをPWM制御する。
電源切替部22Eは、電源制御IC22内の電源を、VH端子からの電源と電源端子VCCからの電源とで切替える。すなわち、電源端子VCCからの電圧が所定のレベル、例えば、DC5Vまで上昇するまではVH端子からの電源とし、電源端子VCCからの電圧が所定のレベルまで上昇した後は、電源端子VCCからの電源に切り替える。
2−1−2.小容量電源の構成
小容量電源(「補助電源」の一例)30は、スイッチング電源20よりも少ない電源容量を有し、スイッチング電源20の動作モードにかかわらず電源キー制御IC70およびパルス信号伝送部53、54に電力を供給する。
小容量電源30は、第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、整流回路31、平滑回路32、DC−DCコンバータ33、および蓄電用コンデンサC4を含む。すなわち、小容量電源30は、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2を含む、コンデンサ絶縁型の小容量電源である。
第1コンデンサC1は、交流電源ACの一端と整流回路31との間に接続され、第2コンデンサC2は、交流電源ACの他端と整流回路31との間に接続される。
整流回路31は、4個のダイオードD1−D4からなるブリッジ回路によって構成される。ダイオードD1のアノードは、コンデンサC1に接続され、ダイオードD2のアノードは、第2コンデンサC2に接続される。
また、ダイオードD3のカソードは、第1コンデンサC1に接続され、ダイオードD4のカソードは、第2コンデンサC2に接続される。ダイオードD3とダイオードD4の接続点は基準電位Vgd(0V)とされる。なお、基準電位Vgdは接地レベルとされてもよい。すなわち、上記接続点はFG(フレーム接地)されてもよい。
平滑回路32は、整流回路31に電気的に接続され、整流された交流電圧を平滑して、出力電圧である平滑電圧VDDを生成する。平滑回路32は、平滑蓄電コンデンサC3および、ツェナーダイオードZD1を含む。
平滑蓄電コンデンサC3は、ダイオードD5を介してスイッチング電源20の+5Vの出力端子OUT2に電気的に接続される。そのため、プリンタ1の電源投入時には、スイッチング電源20の+5V直流電圧によって平滑蓄電コンデンサC3および蓄電用コンデンサC4に短時間で充電することが可能となる。
また、ツェナーダイオードZD1は、交流電源ACの交流電圧Vacが上昇した場合に、平滑電圧VDDの上昇を抑制するためのものである。ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧は、例えば、6.2Vとされる。DC−DCコンバータ33は、入力電圧をDC3.3Vに変換して出力する。
2−2.制御部の構成
制御部50は、図1および図2に示されるように、ASIC(特定用途向けIC)60、電源キー制御IC70、ROM51、RAM52、およびパルス信号伝達部53、54を含む。
ASIC(「システム制御部」の一例)60は、電源システム100の全体を制御するとともに、プリンタ1の印刷部2を制御する。ASIC60は、スイッチング電源20のONモード中にDC−DCコンバータ28からDC3.3Vを受け取る。したがって、スイッチング電源20のOFFモード中は、電源が供給されずASIC60は動作を停止する。また、ASIC60は、電源キー制御IC70に対して、後述するONモード設定信号SSonやOFFモード設定信号SSoffを出力する。
電源キー制御IC70(「モード制御部」の一例)は、電源キーであるパネルスイッチSW1の動作に応じて、ON(オン)パルス信号Pon、あるいはOFF(オフ)パルス信号Poffを生成し、パルス信号伝達部53、54を介して、電源制御IC22に出力する。すなわち、電源キー制御IC70は、電源制御IC22に対してONパルス信号Pon、あるいはOFFパルス信号Poffを出力することにより、スイッチング電源20の動作モードを、ONモードとOFFモードとに切替える機能を有する。すなわち、ONパルス信号PonによってONモードとし、OFFパルス信号PoffによってOFFモードとする。なお、本実施形態では、ONパルス信号PonとOFFパルス信号Poffとは、同じパルス幅のパルス信号が出力されるように設定されている。
電源キー制御IC70の上記機能を実行するために、電源キー制御IC70のポートP1は、小容量電源30に接続されており、スイッチング電源20の動作モードにかかわらず小容量電源30から、電源キー制御IC70に電力供給される。
パルス信号伝送部53は、フォトカプラPC2の発光ダイオードLED2およびトランジスタQ2を含む。発光ダイオードLED2のアノードは、小容量電源30の電源ラインLdcに接続されている。同様に、パルス信号伝送部54は、フォトカプラPC3の発光ダイオードLED3およびトランジスタQ3を含む。
発光ダイオードLED2は、スイッチング電源20の電源制御IC22のオン入力端子ONに接続されたフォトトランジスタPT2と共に、フォトカプラPC2を構成している。そのため、電源キー制御IC70のポートP3からトランジスタQ2のベースにONパルス信号Ponが出力されると、ONパルス信号Ponは、フォトカプラPC2を介して光伝送され、電源制御IC22のON入力端子ONに入力される。
また、発光ダイオードLED3は、スイッチング電源20の電源制御IC22のOFF入力端子OFFに接続されたフォトトランジスタPT3と共に、フォトカプラPC3を構成している。そのため、電源キー制御IC70のポートP4からトランジスタQ3のベースにOFFパルス信号Poffが出力されると、OFFパルス信号Poffは、フォトカプラPC3を介して光伝送され、電源制御IC22のオフ入力端子OFFに入力される。
また、ユーザは、表示部4に含まれる電源キーSW1によって、ポートP2を介して電源キー制御IC70にスイッチング電源20のモードの切替を指示することができる。すなわち、電源キーSW1が押下されると、電源キーSW1は押下信号Sprを生成し、押下信号SprをポートP2に供給する。
また、電源キー制御IC70は、スイッチング電源20のONモードおよびOFFモードのうちいずれのモードであるかのモード情報を記憶するEEPROM(「記憶部」の一例)71を有する。
3.スイッチング電源の動作モードと各制御部の動作
次に、図4−図7を参照して、スイッチング電源20のモード設定に係る、ASIC60、電源キー制御IC70、および電源制御IC22の動作を説明する。なお、図7に示されるステップ番号Sは、図6のステップ番号に対応する。
3−1.ASIC
まず、図4および図7を参照してASIC60の動作について説明する。図4および図7に示されるように、例えば、低圧電源部10のACプラグがACコンセントに挿入されて、スイッチング電源20が立ち上がり、スイッチング電源20からDC3.3Vが供給されると、ASIC60は、動作を開始し、初期化動作を行う(ステップS10)。初期化動作では、例えば、ASIC60内の各ブロックのリセット解除を行い、ASIC60内のCPUを動作させる。
次いで、ASIC60は、電源キー制御IC70にONモード設定信号SSonを出力する(ステップS20:「オン出力処理」の一例)。次いで、スイッチング電源20のONモード中において、電源キー制御IC70から電源キーSW1の押下に係る押下情報が入力されたか否かを判定する(ステップS30)。押下情報が入力されない場合(ステップS30:NO)、押下情報が入力されるまで待機する。一方、押下情報が入力された場合(ステップS30:YES)、電源キー制御IC70にOFFモード設定信号SSoffを出力する(ステップS40:「オフ出力処理」の一例)。それに応じて、スイッチング電源20はOFFモードとされ、ASIC60への電力供給は停止され、ASIC60は動作を停止する。
なお、スイッチング電源20のOFFモード中に電源キーSW1が押下された場合、ステップS10からステップS40までの動作を繰り返す。
3−2.電源キー制御IC
次に、図5および図7を参照して電源キー制御IC70の動作について説明する。図5および図7に示されるように、例えば、低圧電源部10のACプラグがACコンセントに挿入されて、小容量電源30が立ち上がり、電源キー制御IC70に電力が供給されると、電源キー制御IC70は、EEPROM71に「ONモード」のモード情報を設定するとともに、電源制御IC22にONパルス信号Ponを送信する(ステップS105)。次いで、電源キーSW1が押下されたか否かを判定する(ステップS110)。電源キー制御IC70はこの判定を、電源キーSW1が押下される際に電源キーから出力される押下信号Sprを検出することによって行う(「押下検出処理」の一例)。
電源キーSW1が押下されていない場合(ステップS110:NO)、電源キーSW1が押下されるまで待機する。一方、電源キーSW1が押下された場合(ステップS110:YES)、電源キー制御IC70は、EEPROM71に設定されているモード情報がONモードの設定か否かを判定する(ステップS115)。EEPROM71に設定されているモード情報がONモードの設定であると判定した場合(ステップS115:YES)、押下信号Sprを検出したことを示す押下情報をASIC60に出力する(ステップS120:「押下出力処理」の一例)。
次いで、電源キー制御IC70は、押下信号Sprに応じてASIC60からOFFモード設定信号SSoffを入力したか否かを判定する(ステップS125)。OFFモード設定信号SSoffを入力していない場合(ステップS125:NO)、OFFモード設定信号SSoffを入力するまで待機する。一方、OFFモード設定信号SSoffを入力した場合(ステップS125:YES)、EEPROM71に「OFFモード」のモード情報を設定する(ステップS130:「OFFモード設定処理」の一例)。そして、電源キー制御IC70は、スイッチング電源20をOFFモードにすべきとして、電源制御IC22にOFFパルス信号Poffを送信し(ステップS135)、ステップS110の処理に戻る。
一方、ステップS115において、EEPROM71に設定されているモード情報がオンONモードの設定でない、すなわち、OFFモードの設定であると判定した場合(ステップS115:NO)、スイッチング電源20をONモードにすべきとして、電源制御IC22にONパルス信号Ponを送信する(ステップS150)。次いで、電源キー制御IC70は、ONモードに移行したことによって動作を開始したASIC60からONモード設定信号SSonを入力したか否かを判定する(ステップS155)。ONモード設定信号SSonを入力していない場合(ステップS155:NO)、ONモード設定信号SSonを入力するまで待機する。一方、ONモード設定信号SSonを入力した場合(ステップS155:YES)、EEPROM71に「ONモード」のモード情報を設定し(ステップS160:「ONモード設定処理」の一例)、ステップS110の処理に戻る。
3−3.電源制御IC
次に、図6および図7を参照して電源キー制御IC70の動作について説明する。図6および図7に示されるように、電源制御IC22は、例えば、低圧電源部10のACプラグがACコンセントに挿入されて、交流電源ACから電力を供給され起動し、小容量電源30が立ち上がり、電源キー制御ICからONパルス信号Ponが入力されると、スイッチング電源20をONモードにするため、出力端子OUTからPWM信号を出力する(ステップS205)。そして、スイッチング電源20の発振制御を開始し、ASIC60に電力が供給される(ステップS210:「発振処理」の一例)。これにより、ASIC60は動作を開始する。
次いで、電源制御IC22は、電源キーSW1が押下され、電源キー制御IC70からOFFパルス信号Poffが入力された否かを判定する(ステップS220)。OFFパルス信号Poffが入力されていない場合(ステップS220:NO)、OFFパルス信号Poffが入力するまで待機する。一方、OFFパルス信号Poffが入力された場合(ステップS220:YES)、スイッチング電源20をOFFモードにするため、出力端子OUTからPWM信号を出力するのを停止する(ステップS230)。そして、スイッチング電源20の発振制御を停止する。これにより、ASIC60への電力の供給が停止する(ステップS240:「発振停止処理」の一例)。
次いで、電源制御IC22は、OFFモード中において電源キーSW1が押下され、電源キー制御IC70からONパルス信号Ponが入力された否かを判定する(ステップS250)。ONパルス信号Ponが入力されていない場合(ステップS250:NO)、ONパルス信号Ponが入力するまで待機する。一方、ONパルス信号Ponが入力された場合(ステップS250:YES)、ステップS205の処理に戻り、ONモードに移行するための処理を行う。
4.電源オン時の各制御部の動作
次に、図8から図12を参照して、本実施形態の特徴である、プリンタ1の電源オン時の各制御部の動作を詳細に説明する。ここで、電源オンとは、ACプラグがACコンセントに挿入されること、すなわち、プリンタ1への交流電源の投入を意味する。
本実施形態では、電源オン時に、電源制御IC22によってOFFパルス信号Poffの無効処理が行われる。OFFパルス信号Poffの無効処理は、ACプラグがACコンセントに挿入された際のノイズ等によって、スイッチング電源20が立ち上らないことを抑制するための処理である。
4−1.OFFモードで電源オフされた場合
まず、図8、図9および図12を参照して、前回の電源オフがOFFモードでなされた場合の、すなわち、EEPROM71の設定がOFFモードである場合の、電源オン時のモード設定処理について説明する。ここで、電源オフとは、ACプラグがACコンセントから抜かれることを意味する。なお、図9に示されるステップ番号Sは、図8のステップ番号に対応し、また、時刻記号tは、図12の時刻表示に対応する。
今、図12の時刻t1において、ACプラグがACコンセントに挿入されたとする。すると、電源制御IC22は、交流電源ACから電力を供給され起動し、タイマ22Bは、計時を開始する(ステップS305)。また、小容量電源30が立ち上がり、それにともなって電源キー制御IC70に電力が供給される。すると電源キー制御IC70は、EEPROM71のオフ設定にかかわらず、ONパルス信号Ponを生成し、ONパルス信号Ponを電源制御IC22に送信する(ステップS310:「発振処理」の一例、時刻t2参照)。すると、電源制御IC22は、スイッチング電源20をONモードにするため、出力端子OUTからPWM信号を出力する。それによって、スイッチング電源20の発振制御を開始し、ASIC60に電力が供給される(ステップS312、時刻t3参照)。これにより、ASIC60は動作を開始、初期化動作を行う。
なお、電源オン時のスイッチング電源20のONモード移行は、ONパルス信号Ponによってなされることには限られない。例えば、電源検出部22Aの電源検知に基づいて、電源制御IC22自体によって行うようにしてもよい。
次いで、電源制御IC22は、タイマ22Bの計時が所定時間K1に達したか否かを判定する(ステップS315)。ここで、所定時間K1は、電源オン時におけるOFFパルス信号Poffの無効期間であり、電源検出部22Aによって交流電源ACから電力の供給が検出された時から、すなわち、時刻t1から、ASIC60が起動するまでの時間とされる。
OFFパルス信号Poffの無効期間をASIC60の起動時間より長くすると、電源オン時にユーザが電源キーSW1によってスイッチング電源20をOFFモードに変更しようとしても、ASIC60が起動しておらず、変更できない場合が生じる可能性がある。そのため、所定時間K1をASIC60が起動するまでの時間とすることにより、電源オン時のユーザによるOFFモード指示に対応できる。所定時間K1は、例えば、300msとされる。なお、所定時間K1は、ASIC60が起動するまでの時間には限られない。要は、所定時間K1は、プリンタ1の電源オン時に、OFF入力端子OFFに侵入するノイズ等によって、スイッチング電源20がOFFモードとされない期間とされればよく、事前に実験等によって決定される。
タイマ22Bの計時が所定時間K1に達していない場合、所定時間K1に達するまで待機する(ステップS315:NO、「無効処理」の一例)。所定時間K1において、オフ入力端子OFFは無効とされる。すなわち、所定時間K1において、電源制御IC22のスイッチ22CのトランジスタTR1はオフ状態にあり、OFFパルス信号Poffがオフ入力端子OFFに入力されても、OFFパルス信号Poffは無効にされる。そのため、所定時間K1に、ノイズがオフ入力端子OFFに入力されても、電源制御IC22がノイズを誤ってOFFパルス信号Poffと認識し、スイッチング電源20をOFFモードとしてしまうことが抑制される。特に、ACプラグがACコンセントに挿入される電源オン時(時刻t1)にOFFモードとしてしまうことが抑制される。
一方、所定時間K1に達した場合(ステップS315:YES)、タイマ22Bは、スイッチ22CのトランジスタTR1をオン状態にする信号をスイッチ22Cに供給し、オフ入力端子OFFを有効にする(ステップS320:時刻t4参照)。また、電源制御IC22は、タイマ22Bの計時が所定時間K1に達したことをASIC60に通知する。なお、ASIC60が、所定時間K1の経過(時刻t4に達したこと)を認識する方法は、これに限られない。例えば、電源キー制御IC70が電源検出部22A(供給検出部)およびタイマを有する構成とし、電源キー制御IC70が、時刻t4に達したことをASIC60に通知するようにしてもよい。あるいは、ASIC60自身で時刻t4に達したことを認識するようにしてもよい。
次いで、ASIC60は、所定時間K1の経過の通知に応じて、前回OFFモード中に電源をオフされたことを、EEPROM71に設定されているモード情報がOFFモードであることから判断して、電源オフ時のモードであったOFFモードに移行するために、電源キー制御IC70にOFFモード設定信号SSoffを出力する(ステップS330)。すると、電源キー制御IC70は、OFFパルス信号Poffをオフ入力端子OFFに送信する(ステップS340:時刻t5参照)。OFFパルス信号Poffにしたがって、電源制御IC22は、スイッチング電源20をOFFモードにするため、出力端子OUTからPWM信号を出力するのを停止し、スイッチング電源20の発振を停止させ、ASIC60への電力供給を停止する(ステップS350:「発振停止処理」の一例)。これによって、今回電源オン時のスイッチング電源20のモードは、前回電源オフ時のモードであるOFFモードに復元される(時刻t6参照)。
4−2.ONモードで電源オフされた場合
次に、図10から図12を参照して、前回の電源オフがONモードでなされた場合の、すなわち、EEPROM71の設定がONモードである場合の、電源オン時のモード設定処理について説明する。なお、図8と同一の処理に対しては同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。また、図11に示されるステップ番号Sは、図10のステップ番号に対応し、時刻記号tは、図12の時刻表示に対応する。また、OFFモードで電源オフされた場合とは、実際の時刻は異なるが、図12では、説明の便宜上、同一の時刻表示とする。
今、図12の時刻t1において、ACプラグがACコンセントに挿入され、プリンタ1の電源がオンされたとする。図8のステップS305からステップS320までは、図8および図9の「OFFモードで電源オフされた場合」と同様であり、時刻t1から時刻t4までの所定時間K1中は、電源オン時のノイズの影響を抑制するために、オフ入力端子OFFは無効とされる。
ステップS320において、時刻t4においてオフ入力端子OFFが有効にされ、所定時間K1の経過の通知を受け取ると、ASIC60は、前回ONモード中に電源をオフされたことを、EEPROM71に設定されているモード情報がONモードであることから判断して、電源オフ時のモードであったONモードを維持する(ステップS410)。次いでASIC60は、電源キー制御IC70にONモード設定信号SSonを出力して、電源キー制御IC70をONモード設定に維持させる(ステップS420)。これによって、電源キー制御IC70からOFFパルス信号Poffは出力されず、時刻t5において今回電源オン時のスイッチング電源20のモードは、前回電源オフ時のモードであるONモードに復元される。
5.本実施形態の効果
電源制御ICによる無効処理(ステップS305、ステップS315)によって、外乱ノイズが発生しやすい交流電源ACからの電力供給開始時において、所定時間K1、スイッチング電源20の発振を停止させるパルスの入力が無効にされる。そのため、パルスによってスイッチング電源の発振動作が切替わる電源システム100において、電源オン時のオフ入力端子OFFの外乱ノイズの侵入によって、例えば電源システム100が立ち上がらないという不具合が発生するのを抑制することができる。
具体的には、例えば、ONモードで電源オフされた後の電源オン時に、オフ入力端子OFFに外乱ノイズが生じると、電源制御IC22が、外乱ノイズをOFFパルス信号Poffと勘違いし、電源オン時にスイッチング電源20の発振を停止させてしまう虞があった。そして、スイッチング電源20の発振が開始できていないのにもかかわらず、スイッチング電源20の動作モードを知らないユーザによって、プリンタ1をONモードとしたいがために電源キーが押下されるが、電源キー制御ICがASIC60へ押下情報Sprを送信しても、ASIC60は動作していないため、ASIC60から電源キー制御ICへモード設定信号が届かない。このとき、電源キー制御IC70のEEPROM71に記憶されたモード情報はONモードのままであるため、電源キー制御IC70は電源制御IC22にONパルス信号Ponを送信しない。そのため、スイッチング電源20を起動できず、プリンタ1をONモードとすることができないという不具合が発生する虞があった。しかしながら、本実施形態によって、このような不具合が発生するのを抑制することができる。
また、電源制御IC22が、交流電源ACから電源システム100に電力の供給が開始されたことを検出する電源検出部22A(供給検出部)を含む。そのため、他の部が供給検出部を含み、その結果を電源制御IC22が受け取る場合と比べて、無効処理を迅速に実行することができる。
また、オフ入力端子OFFを所定時間K1無効にする構成は、すなわち、無効処理を実行する構成は、タイマ22Bとスイッチ22Cとによって構成される。そのため、無効処理を、簡易な構成で好適に実行できる。なお、無効処理を実行する構成は、タイマ22Bとスイッチ22Cとによる構成に限られない。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態においては、電源制御IC22は、スイッチング電源20の動作モードをONモードとするONパルス信号Ponが入力されるON端子と、OFFモードとするOFFパルス信号Poffが入力されるオフ入力端子OFFとを個別に設ける例を示したが、これに限らない。例えば、ONパルス信号PonとOFFパルス信号Poffとが共通の端子に入力される構成とし、フォトカプラは一個省略する構成としてもよい。そして、その場合、電源制御IC22は、モードを記憶するモード記憶部を備える構成としてもよい。
(2)上記実施形態において、本発明に係る無効処理を、電源キーSW1によって、スイッチング電源20のモード切替え指示が行われ、その指示に基づいて、ASIC60(システム制御部)がモード設定を行う電源システム100において実行する例を示したが、これに限られない。電源キーおよびシステム制御部を有さない電源システムにも本発明は適用できる。
(3)上記実施形態において、本明細書によって開示される電源システム100を画像形成装置に適用した例を示すが、これに限られない。電源システム100は、電源システム100に含まれるスイッチング電源20をONモードとOFFモードとに制御して使用する、あらゆる装置に適用できる。
1…プリンタ、20…スイッチング電源、22…電源制御IC、22A…電源検出部、22B…タイマ、22C…スイッチ、30…小容量電源、60…ASIC、70…電源キー制御IC、71…EEPROM、100…電源システム、SW1…電源キー

Claims (6)

  1. 交流電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換して出力するスイッチング電源であって、動作モードとして、発振している状態であるONモードと、発振が停止している状態であるOFFモードとを有するスイッチング電源と、
    前記スイッチング電源の前記動作モードを指定するパルス信号を生成するモード制御部と、
    少なくとも前記スイッチング電源が発振を停止している間に、前記モード制御部に電力を供給する補助電源と、
    前記交流電源から電力を供給されることにより起動し、前記パルス信号にしたがって前記スイッチング電源の発振動作を制御する電源制御部と、
    前記交流電源から電力の供給が開始されたことを検出する供給検出部と、
    を備え、
    前記電源制御部は、
    前記発振停止中に前記モード制御部から前記パルス信号を入力される場合、前記スイッチング電源を発振させる発振処理と、
    前記発振中に前記モード制御部から前記パルス信号を入力される場合、前記スイッチング電源の発振を停止させる発振停止処理と、
    前記供給検出部によって前記交流電源からの電力供給開始が検出された場合、所定時間、前記パルス信号の入力を無効にする無効処理と、を実行する、
    電源システム。
  2. 請求項1に記載の電源システムにおいて、
    前記電源制御部は、前記供給検出部を含む、電源システム。
  3. 請求項2に記載の電源システムにおいて、
    前記スイッチング電源は、前記交流電源の交流電圧を整流し、直流電圧を出力する整流回路を含み、
    前記電源制御部は、
    前記整流回路から出力される直流電圧を受け取る電源端子と、
    前記電源端子に接続され、前記整流回路から出力される直流電圧が所定値以上に達した場合に計時を開始するタイマと、
    前記OFFモードを指定するパルス信号を受け取るOFF端子と、
    前記OFF端子および前記タイマに接続され、前記タイマが前記所定時間を計時した後に、前記OFF端子の入力を有効にするスイッチと、を含む、電源システム。
  4. 請求項3に記載の電源システムにおいて、
    前記スイッチング電源から電力を供給されるシステム制御部を備え、
    前記所定時間は、前記供給検出部によって前記交流電源から電力の供給が検出された時から前記システム制御部が起動するまでの時間とされる、電源システム。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
    前記スイッチング電源から電力を供給されるシステム制御部と、
    電源キーと、
    を備え、
    前記モード制御部は、
    前記ONモードおよび前記OFFモードのうちいずれのモードであるかのモード情報を記憶する記憶部を有し、
    前記電源キーが押下される際に前記電源キーから出力される押下信号を検出する押下検出処理と、
    前記記憶部に前記ONモードのモード情報が記憶されているときに前記押下信号を検出した場合、前記押下信号を検出したことを示す押下情報を前記システム制御部に出力する押下出力処理と、
    前記システム制御部からOFFモード設定信号が入力された場合、前記記憶部に前記OFFモードのモード情報を設定するOFFモード設定処理と、
    前記システム制御部からONモード設定信号が入力された場合、前記記憶部に前記ONモードのモード情報を設定するONモード設定処理と、を実行し、
    前記システム制御部は、
    前記モード制御部から前記押下情報を入力された場合、前記モード制御部に前記OFFモード設定信号を出力するオフ出力処理と、
    発振を開始した前記スイッチング電源から電力を供給されると、前記モード制御部に前記ONモード設定信号を出力するオン出力処理と、を実行する、電源システム。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電源システムと、
    前記スイッチング電源から出力される前記直流電圧を利用して画像を形成する画像形成部と、
    を備える、画像形成装置。
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