JP6155905B2 - 電源システムおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源システム、および当該電源システムを備えた画像形成装置に関し、詳しくは、電源を省電力化する技術に関する。

従来、コンデンサ絶縁型の小容量電源として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。その特許文献１においては、スイッチング電源の発振動作を制御する制御装置に電力を供給する充電回路を設けることにより、印刷すべきデータが無い等スイッチング電源の不要時にはスイッチング電源の発振動作を停止させることで、一層の省電力化を図る技術が開示されている。

また、特許文献２においては、スイッチング電源の出力電圧値が過多になったことを検出し、フォトカプラを用いてスイッチング電源を遮断する技術が開示されている。

特開２０１２−１０５３７８号公報 特開２００２−１３５９６８号公報

しかしながら、特許文献１のような構成において、スイッチング電源の出力過多を検出する機能を搭載させようとした場合、特許文献２のような過電圧検出回路を採用すると、フォトカプラ等によりスイッチング電源が大型化する虞があった。

本発明は、省電力化を図りつつ、出力の過電圧を検出することによる直流電源の大型化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、出力電圧を生成し、前記出力電圧を出力する出力ラインを有する第１直流電源と、前記第１直流電源の動作を制御する制御装置と、前記第１直流電源の電源容量より小さい電源容量を有し、前記第１直流電源の動作停止時、前記制御装置に電力を供給する第２直流電源と、前記第２直流電源と前記制御装置とを接続する電源ラインと、前記出力ラインと前記電源ラインとを電気的に接続する過電圧検出用ラインであって、前記電源ラインから前記第１直流電源に電流が流れ込むのを抑制する逆流抑制素子が設けられた過電圧検出用ラインと、を備え、前記制御装置は、前記電源ラインの電圧である電源電圧を検出し、前記電源電圧が規定値以上の場合、前記第１直流電源の動作を停止させる。

本構成によれば、第２直流電源によって省電力化を図れる。また、単に逆流抑制素子が設けられる過電圧検出用ラインを備えることによって、出力電圧の過電圧を検出し、第１直流電源の動作を停止させることができる。そのため、省電力化を図りつつ、出力の過電圧を検出することによる直流電源の大型化を抑制することができる。

上記電源システムにおいて、前記制御装置は、前記電源電圧が前記規定値以上となって前記第１直流電源の動作を停止させた後、前記電源電圧が前記規定値未満に下がった以降において前記第１直流電源の動作を再開させるようにしてもよい。
本構成によれば、電源電圧が規定値未満に下がったことを確認して、第１直流電源の動作を再開される。そのため、第１直流電源の動作を停止させたことによっても電源電圧が規定値未満に低下しない場合において、誤って第１直流電源の動作を再開させることを抑制できる。

また、上記電源システムにおいて、前記第１直流電源は、前記出力電圧を降圧し、降圧された出力電圧を生成する降圧回路を有し、前記第２直流電源は、前記降圧回路を介して充電される充電回路を有し、前記第１直流電源の動作停止時、前記充電回路および前記電源ラインを介して前記制御装置に電力を供給するようにしてもよい。
本構成によれば、充電回路を有する構成の第２直流電源を有する電源システムにおいて、本発明を好適に適用できる。

また、上記電源システムにおいて、前記制御装置は、前記第１直流電源の動作停止中において前記第２直流電源の前記電源電圧が低下して規定範囲に入った場合、前記第１直流電源の動作を再開させるようにしてもよい。
本構成によれば、第２直流電源の電源電圧を監視することによって、充電回路の充電不足で第１直流電源に起動指示を出せない事態に陥るのを抑制でき、また、この電源電圧を監視する構成を利用して、第１直流電源の出力過多（出力電圧の過電圧）も監視できる。

また、上記電源システムにおいて、前記降圧回路と前記充電回路とを接続し、前記降圧回路を介して前記充電回路に電力を供給する充電ラインを備え、前記充電ラインは、前記過電圧検出用ラインを兼用するようにしてもよい。
本構成によれば、過電圧検出用ラインを専用で設けなくてもよいので、電源システムの大型化を抑制できる。

また、上記電源システムにおいて、前記過電圧検出用ラインは、前記降圧回路の前段と、前記電源ラインとを接続するようにしてもよい。
本構成によれば、降圧回路による電源電圧立ち上がりの遅延が生じないので、第１直流電源の動作開始時における第２直流電源による電源電圧のオーバーシュートを抑制できる。

また、上記電源システムにおいて、前記第１直流電源は、前記出力電圧を降圧する降圧回路を有し、前記過電圧検出用ラインは、前記降圧回路の前段と、前記電源ラインとを接続し、前記第２直流電源は、さらに、交流電源の一端に接続される第１コンデンサと、交流電源の他端に接続される第２コンデンサと、前記第１および第２コンデンサに接続され、交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路に接続され、整流された交流電圧を平滑する平滑回路とを有し、前記第１直流電源の動作停止時、前記平滑回路および前記電源ラインを介して前記制御装置に電力を供給するようにしてもよい。
本構成によれば、整流回路および平滑回路を有する構成の第２直流電源を有する電源システムにおいて、本発明を好適に適用できる。

また、上記電源システムにおいて、前記過電圧検出用ラインには、さらに、前記電源電圧を調整する電圧調整素子が設けられるようにしてもよい。
本構成によれば、過電圧検出用ラインに電圧調整素子が設けられることによって、第１直流電源による出力電圧と第２直流電源による電源電圧との電位差がある場合、その電位差が好適に調整され、所望の電源電圧が得られる。

また、上記電源システムにおいて、前記第２直流電源から電力を供給される第１メモリをさらに備え、前記制御装置は、前記電源電圧が前記規定値以上の場合、前記第１メモリにエラー情報を記憶させ、前記第１直流電源の動作を停止させるようにしてもよい。
本構成によれば、エラー情報がメモリに記憶されることによって、エラー情報を後に活用できる。

また、上記電源システムにおいて、前記制御装置は、前記電源電圧が前記規定値以上であり、且つ前記第１メモリに前記エラー情報が記憶されている場合、動作禁止情報を前記第１メモリに記憶させ、前記第１直流電源の動作を停止させ、前記第１直流電源に動作を行わせるタイミングであっても前記第１メモリに前記動作禁止情報が記憶されている場合は、前記第１直流電源への動作指示を禁止するようにしてもよい。
本構成によれば、出力過電圧状態が解消されない場合、確実に第１直流電源を動作させないようにできる。すなわち、電源システムの保安性を向上させることができる。

また、上記電源システムにおいて、前記第１直流電源は、トランスと、前記トランスの一次側に接続される発振トランジスタとを有し、前記発振トランジスタの発振によって前記トランスの二次側において前記出力電圧を生成するスイッチング電源であり、前記制御装置は、前記第１直流電源の起動および停止を前記発振トランジスタの発振の開始および停止の制御によって行うようにしてもよい。
本構成によれば、第１直流電源がスイッチング電源である構成の電源システムにおいて、本発明を好適に適用できる。

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、前記第１直流電源から供給される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、前記制御装置は、前記第１直流電源を動作状態とする通常モードと、前記第１直流電源を停止状態とし、前記第２直流電源からの電力を利用する省電力モードとを切替える。
本構成によれば、省電力モード時に、電源システムの第２直流電源からの電力を利用する画像形成装置において、電源システムの省電力化を図りつつ、過電圧検出に係る電源システムの大型化を抑制することができる。

上記画像形成装置において、前記第２直流電源から電力を供給される第２メモリと、用紙を搬送する搬送部とを備え、前記制御装置は、前記電源電圧が前記規定値以上となって前記第１直流電源の動作を停止させた後、前記電源電圧が正常範囲まで下がった場合、前記第１直流電源に動作指示を出し、
前記第２メモリに印刷データが記憶されている場合、前記搬送部を、用紙を排出するために必要な時間、駆動するようにしてもよい。
本構成によれば、動作停止した電源システムが復帰した際に、用紙が画像形成装置に残留していた場合においては自動的に用紙が排紙される。そのため、ユーザによる用紙の排紙手間を省ける。

本発明によれば、第２直流電源の構成によって省電力化を図り、単に逆流抑制素子が設けられる過電圧検出用ラインを用いて、出力電圧の過電圧を検出し、第１直流電源の動作を停止させることができる。そのため、省電力化を図りつつ、出力の過電圧を検出することによる直流電源の大型化を抑制することができる。

一実施形態に係る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概略的な回路図 電源システムに係る過電圧検出処理を示すフローチャート 過電圧検出処理における過電圧検出設定処理を示すフローチャート 過電圧検出処理に係る概略的なタイムチャート 小容量電源の別の例を示す概略的な回路図

＜実施形態＞
一実施形態について図１から図５を参照して説明する。

１．プリンタの説明
図１は、画像形成装置の一例であるプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。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、電源部１０と制御部５０とから構成されている。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。

印刷部（画像形成部の一例）２は、感光ドラム２ａ、帯電器２ｂ、露光装置２ｃ、現像器２ｄ、転写器２ｅ、定着器２ｆおよび搬送部２ｇ等を含む。帯電器２ｂは、感光ドラム２ａを帯電させる帯電プロセスを実行する。露光装置２ｃは、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。現像器２ｄは、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。転写器２ｅは、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。また、定着器２ｆは、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。

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、動作モードとして通常モードと省電力モードとを有する。通常モードとは、後述するスイッチング電源２０が動作しており、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モードである。そのため、通常モードにおいては、電源システム１００および制御部５０は動作しており、定着器２ｆ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。また、省電力モードとは、例えば、印刷指示が所定時間なくプリンタ１が待機状態にあるモードである。省電力モードでは、電源システム１００および制御部５０は、その一部しか動作しておらず、定着器２ｆは通電されていない状態となっている。スイッチング電源２０の動作は停止されている。

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の電源部１０は、第１直流電源の一例であるスイッチング電源２０、第２直流電源の一例である小容量電源３０、制御部５０、および過電圧検出用ラインＬｄｔを含む。

２−１．スイッチング電源
スイッチング電源２０は、整流平滑回路２１、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、交流電源ＡＣの交流電圧Ｖａｃを整流平滑化し、通常モードにおいて＋２４Ｖ、＋５Ｖおよび＋３．３Ｖの直流電圧（出力電圧の一例）を生成する。＋２４Ｖの直流電圧（以下「ＤＣ２４Ｖ」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。

整流平滑回路２１は、いわゆるコンデンサインプット型であり、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、制御ＩＣ２２の出力ポート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、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、制御ＩＣ２２のフィードバックポート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出力の検出値が制御ＩＣ２２のフィードバックポートＦＢにフィードバッされる。

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。

制御ＩＣ２２は、制御入力ポートＥＮに入力される制御パルス信号Ｓｃｐに応じてトランジスタＱ１へのオン・オフ信号を制御し、トランス２４の一次側の発振を制御する。通常モードにおいては、トランス２４の一次側を発振させて、各ＤＣ電圧を生成し、省電力モードにおいては、トランジスタＱ１へのオン・オフ信号の出力を停止して、トランス２４の一次側の発振を停止させる。すなわち、省電力モードにおいては、スイッチング電源２０からＤＣ電圧は出力されない。なお、プリンタ１の省電力モードから通常モードへの復帰時には、制御部５０から制御パルス信号Ｓｃｐが制御入力ポートＥＮに入力され、制御パルス信号Ｓｃｐに応じてトランス２４の一次側の発振が開始され、各ＤＣ電圧がスイッチング電源２０から出力される。

２−２．制御部
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、モード制御回路７０、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、およびスイッチング電源制御部５３を含む。ＡＳＩＣ６０は、主に、プリンタ１の印刷部２を制御し、モード制御回路７０は、主にプリンタ１のモード制御を行う。

なお、モード制御回路７０は、ＣＰＵおよび論理回路によって構成されてもよいし、ＣＰＵを含む、ＡＳＩＣ６０とは別のＡＳＩＣによって構成されてもよい。あるいは、モード制御回路７０は、ＡＳＩＣ６０の一部として構成されてもよい。

ＡＳＩＣ６０、ＲＯＭ５１、およびＲＡＭ（第１メモリの一例）５２は、スイッチング電源２０のＤＣ−ＤＣコンバータ２８からのＤＣ３．３Ｖ（３．３Ｖ＿１）、あるいは小容量電源３０のＤＣ−ＤＣコンバータ３３からのＤＣ３．３Ｖ（３．３Ｖ＿２）を受け取る。

一方、モード制御回路７０のポートＰ１は、電源ラインＬｖｄを介して小容量電源３０の平滑回路３２に接続されており、モード制御回路７０は、通常モードおよび省電力モードにおいて小容量電源３０から電力供給される。モード制御回路７０は、プリンタ１のモード切替えに応じて、スイッチング電源２０を、出力モードと、スイッチング電源２０の発振を停止させる出力停止モードとに切替える。

すなわち、モード制御回路７０は、制御ＩＣ２２に対して制御パルス信号Ｓｃｐを出力することにより、スイッチング電源２０を出力モードと出力停止モードとに切替える。ここで、出力モードとは、トランス２４の一次側を発振させて、スイッチング電源２０を出力状態にするモードであり、通常モードに対応する。一方、出力停止モードは、トランス２４の発振を停止させてスイッチング電源２０の出力を停止させるモードであり、省電力モードに対応する。このように、省電力モードにおいては、スイッチング電源２０の出力が停止されるため、モード制御回路７０には、小容量電源３０から電力が供給される。モード制御回路７０は、スイッチング電源（第１直流電源）２０の動作を制御する制御装置の一例である。

なお、制御パルス信号Ｓｃｐは、出力モードへの移行用と出力停止モードへの移行用で信号波形に区別が無く、出力モードへの移行時と出力停止モードへの移行時で、同じパルス幅の制御パルス信号Ｓｃｐが出力されるように設定されている。

また、モード制御回路７０は、小容量電源３０のＤＣ−ＤＣコンバータ３３の動作を制御する制御信号Ｓｃｄを生成し、制御信号Ｓｃｄを、ポートＰ４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３３に供給する。

スイッチング電源制御部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Ｌｖｄに接続されている。

発光ダイオードＬＥＤ２は、スイッチング電源２０の制御ＩＣ２２の制御入力ポートＥＮ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、モード制御回路７０のポートＰ３からトランジスタＱ２のベースに制御パルス信号Ｓｃｐが出力されると、制御パルス信号Ｓｃｐは、フォトカプラＰＣ２を介して光伝送され、制御ＩＣ２２の制御入力ポートＥＮに入力される。

また、ユーザは、表示部４に含まれるパネルスイッチＳＷ１によって、ポートＰ２を介してモード制御回路７０にモードの切替を指示することができる。

２−３．小容量電源
次に、小容量電源３０について説明する。小容量電源３０は、スイッチング電源２０よりも少ない電源容量を有し、省電力モードおよび通常モードにおいてモード制御回路７０およびスイッチング電源制御部５３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、蓄電用コンデンサＣ４、およびＤＣ−ＤＣコンバータ３３を含む。

第１コンデンサＣ１は、第１電極Ｃ１ｐ１および第２電極Ｃ１ｐ２を有し、第１電極Ｃ１ｐ１が交流電源ＡＣの一端に接続され、第２電極Ｃ１ｐ２が整流回路３１に接続される。

第２コンデンサＣ２は、第１電極Ｃ２ｐ１および第２電極Ｃ２ｐ２を有し、第１電極Ｃ２ｐ１が交流電源ＡＣの他端に接続され、第２電極Ｃ２ｐ２が整流回路３１に接続される。

整流回路３１は、第１コンデンサＣ１の第２電極Ｃ１ｐ２と第２コンデンサＣ２の第２電極Ｃ２ｐ２との間に電気的に接続され、両コンデンサＣ１、Ｃ２に印加される交流電圧Ｖａｃを整流する。整流回路３１は、平滑回路３２に電気的に接続される第１接続点Ｎｄ１と、基準電位点Ｖｇｄに接続される第２接続点Ｎｄ２とを有する。

本実施形態では、整流回路３１は、４個のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，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およびダイオードＤ２のカソードは第１接続点Ｎｄ１において接続され、ダイオードＤ１のアノードは、第１コンデンサＣ１の第２電極Ｃ１ｐ２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の第２電極Ｃ２ｐ２に接続される。

また、ダイオードＤ３およびダイオードＤ４のアノードは第２接続点Ｎｄ２において接続され、ダイオードＤ３のカソードは、第１コンデンサＣ１の第２電極Ｃ１ｐ２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の第２電極Ｃ２ｐ２に接続される。第２接続点Ｎｄ２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、第２接続点Ｎｄ２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、電源電圧Ｖｄｄである平滑電圧を生成する。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および蓄電用コンデンサＣ４は、ダイオードＤ５が設けられた充電ラインＬｃｈを介してスイッチング電源２０の出力ラインＬｏｔ２、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２７の出力ラインＬｏｔ２に電気的に接続されている。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ＤＣ５Ｖ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に短時間で充電が可能となる。それにより、電源投入後短時間で省電力モードに入っても短時間の間に平滑蓄電コンデンサＣ３および蓄電用コンデンサＣ４が充電されているため、平滑蓄電コンデンサＣ３および蓄電用コンデンサＣ４の電力によって即座に省電力モードから通常モードへの復帰が可能となる。

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、５．１Ｖとされる。

蓄電用コンデンサＣ４の充電電力は、例えば、省電力モードから通常モードに切り換わる際に、フォトカプラＰＣ２のＬＥＤ２の駆動電流に使用される。平滑蓄電コンデンサＣ３および蓄電用コンデンサＣ４の容量を適宜に選定することによって、省電力モードにおいて、所定電圧の必要に応じた電力量を蓄電することができる。本実施形態では、フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＬＥＤ２を確実に駆動させる電力量を蓄電することができる。そのため、スイッチング電源２０を確実に再起動させることができる。なお、小容量電源３０に要求される充電電力量に応じて、蓄電用コンデンサＣ４は省略されてもよい。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）を降圧してＤ３．３Ｖの直流電圧ＤＣ３．３Ｖ＿２に変換する。ＤＣ３．３Ｖ＿２は、省電力モード時に、ＡＳＩＣ６０、ＲＡＭ５２等に供給される。

なお、第２直流電源である小容量電源３０の構成は、図２に示されるものに限られず、例えば、図６に示される小容量電源３０Ａのように、単に、電気二重層コンデンサＣ５によって構成されてもよい。ここで、電気二重層コンデンサＣ５は、充電回路の一例である。なお、平滑蓄電コンデンサＣ３および蓄電用コンデンサＣ４も、充電回路と言える。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、電源電圧Ｖｄｄの設定電圧値等によっては、省略されてもよい。

２−４．過電圧検出用ライン
過電圧検出用ラインＬｄｔは、出力ラインＬｏｔ１と電源ラインＬｖｄとを電気的に接続する。本実施形態では、図２に示されるように、過電圧検出用ラインＬｄｔは、出力ラインＬｏｔ１とは、整流平滑回路２５と電圧検出回路２６との間において接続される。過電圧検出用ラインＬｄｔには、ダイオード（逆流抑制素子の一例）Ｄ６、およびツェナーダイオード（電圧調整素子の一例）ＺＤ２が設けられている。ダイオードＤ６は、電源ラインＬｖｄからスイッチング電源２０に電流が流れ込むのを抑制する。また、ツェナーダイオードＺＤ２は、電源ラインＬｖｄの電源電圧Ｖｄｄを調整する。ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧Ｖｚｄ２は、例えば、２０Ｖである。このように、過電圧検出用ラインＬｄｔにツェナーダイオードＺＤ２が設けられることによって、スイッチング電源２０による出力電圧Ｖｏｔ１（本実施形態では２４Ｖ）と小容量電源３０による電源電圧Ｖｄｄ（本実施形態では５Ｖ）との電位差がある場合、その電位差が好適に調整され、所望の電源電圧Ｖｄｄが得られる。

なお、過電圧検出用ラインＬｄｔと出力ラインＬｏｔ１との接続位置は図２に示される位置（整流平滑回路２５と電圧検出回路２６との間）に限られない。例えば、電圧検出回路２６の後段であってもよい。要は、過電圧検出用ラインＬｄｔは、スイッチング電源２０のＤＣ−ＤＣコンバータ２７（降圧回路）の前段と、電源ラインＬｖｄとを接続するものであればよい。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ２７による電源電圧Ｖｄｄの立ち上がりの遅延が生じないので、スイッチング電源２０の動作開始時における小容量電源３０による電源電圧Ｖｄｄのオーバーシュートを抑制できる。

３．過電圧検出処理
次に図３から図５を参照して、過電圧検出処理を説明する。過電圧検出処理は、所定のプログラムにしたがって、モード制御回路７０によって、プリンタ１の電源オンとともに開始される。そして、過電圧検出処理は、プリンタ１の電源がオフされるまで、あるいは過電圧を検出しエラー表示するまで継続される。

図５の時刻ｔ０において、例えば、プリンタ１の電源コードが電源コンセントに挿入されプリンタ１の電源がオンされると、モード制御回路７０は、まず、スイッチング電源２０のトランジスタＱ１の発振が停止状態か否かを示す発振停止フラグを解除する。すなわち、発振停止フラグを、発振が停止状態でないことを示す「０（ゼロ）」にリセットする（ステップＳ１０５）。発振停止フラグの情報は、例えば、ＲＡＭ５２の所定の記憶領域に記憶される。発振停止フラグの情報は、エラー情報の一例であり、ＲＡＭ５２は第１メモリの一例である。

次いで、モード制御回路７０は、ポートＰ１に入力される電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１以上か否かを判断する（ステップＳ１１０）。電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏｔ１（ＤＣ２４Ｖ）に過電圧が生じたとして、後述する「過電圧検出設定処理」を行う（ステップＳ２００）。

一方、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１以上でないと判断した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、印字データが有るか否かを、例えば、印字データが、画像メモリ３ｂに記憶されているか否かによって判断する（ステップＳ１１５）。

印字データが画像メモリ３ｂに記憶されていなくて印字データがないと判断した場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１３０の処理に移行する。一方、印字データが画像メモリ３ｂ（第２メモリの一例）に記憶されていて印字データが有ると判断した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、モード制御回路７０は、ＡＳＩＣ６０に対して、印字処理動作あるいはＪＡＭ（ジャム）処理動作を実行するように指示する（ステップＳ１２０）。

なお、モード制御回路７０は、ステップＳ２００を実行してステップＳ１１０に戻った場合において、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１（規定値の一例）以上となってスイッチング電源２０の動作を停止させた後、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１未満に下がった以降において、スイッチング電源２０に動作指示を出す。本実施形態では、後述するように、出力電圧Ｖｏｔ１がゼロＶに低下した後にスイッチング電源２０に動作指示を出す。（図５の時刻ｔ７参照）。

そして、画像メモリ３ｂに印刷データが記憶されている場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、搬送部２ｇを、用紙を排出するために必要な時間、駆動する（ステップＳ１２０）。そのため、動作停止したスイッチング電源２０が復帰した際に、用紙がプリンタ１に残留していた場合においては自動的に用紙が排紙される。そのため、ユーザによる用紙の排紙手間を省ける。

次いで、モード制御回路７０は、印字処理動作が終了したか否かを、例えば、排紙センサ（図示せず）からの信号に基づいて判断する（ステップＳ１２５）。印字処理動作が終了していないと判断した場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理に戻る。一方、印字処理動作が終了したと判断した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、省電力モードへの移行条件が成立したか否かを判断する（ステップＳ１３０）。省電力モードへの移行条件としては、例えば、パネルスイッチＳＷ１の押下、あるいは印字処理が終了してから所定時間が経過したこと等がある。また、図６に示すように、小容量電源３０が電気二重層コンデンサＣ５によって構成される場合、省電力モードへの移行条件として、さらに電気二重層コンデンサＣ５の充電完了が挙げられる。

省電力モードへの移行条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理に戻る。一方、省電力モードへの移行条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、モード制御回路７０は、トランジスタＱ２をオンさせる制御パルス信号Ｓｃｐを生成し、トランジスタＱ２をオンさせることによってスイッチング電源２０のトランジスタＱ１の発振を停止させる（ステップＳ１３５）。それによって、モードを通常モードから省電力モードへ移行させる（ステップＳ１４０）。

次いで、モード制御回路７０は、省電力モードから通常モードへの移行条件が成立したか否かを判断する（ステップＳ１４５）。通常モードへの移行条件としては、例えば、パネルスイッチＳＷ１の押下等がある。また、図６に示すように、小容量電源３０が電気二重層コンデンサＣ５によって構成される場合、通常モードへの移行条件として、電気二重層コンデンサＣ５の充電容量の低下が挙げられる。

通常モードへの移行条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１４５：ＮＯ）、省電力モードの状態を維持する。一方、通常モードへの移行条件が成立したと判断した場合（ステップＳ１４５：ＹＥＳ）、モード制御回路７０は、トランジスタＱ２をオンさせる制御パルス信号Ｓｃｐを生成し、トランジスタＱ２をオンさせることによってスイッチング電源２０のトランジスタＱ１の発振を再開させる（ステップＳ１５０）。それによって、モードを省電力モードから通常モードへ移行させ（ステップＳ１５５）、ステップＳ１１０の処理に戻る。

３−１．過電圧検出設定処理
ステップＳ１１０において、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、モード制御回路７０は、図４に示す「過電圧検出設定処理」を行う（ステップＳ２００）。この場合は、図５の時刻ｔ３に相当する。なお、図５において、時刻ｔ１において、過電圧に係る出力電圧Ｖｏｔ１の上昇が開始し、所定時間後の時刻ｔ２において電源電圧Ｖｄｄの上昇が開始される場合が示される。ここで、上昇開始時刻に差が生じるのは、ＤＣ−ＤＣコンバータ２７の出力電圧ＤＣ５Ｖが、ＤＣ−ＤＣコンバータ２７の入力電圧である出力電圧Ｖｏｔ１（ＤＣ２４Ｖ）に対し所定の遅延時間を有することによる。

過電圧検出設定処理において、モード制御回路７０は、まず、発振停止フラグが「０」であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。発振停止フラグが「０」あると判断した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、プリンタ１の電源コードが電源コンセントに挿入されプリンタ１の電源がオンされてから初めて電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１以上であると判断し、現在、印字中か否かを判断する（ステップＳ２１０）。

現在、印字中でないと判断した場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ステップＳ２２０の処理に移行する。一方、現在、印字中であると判断した場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、モード制御回路７０は、印字中の印字データを、例えば画像メモリ３ｂに記憶する（ステップＳ２１５）。

次いで、モード制御回路７０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３の動作を有効にする制御信号Ｓｃｄを生成して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３からＤＣ３．３Ｖ＿２を出力させるとともに、トランジスタＱ１の発振を停止させる制御パルス信号Ｓｃｐを生成し、トランジスタＱ１の発振を停止させる（ステップＳ２２０）。そして、発振停止フラグを、スイッチング電源２０のトランジスタＱ１の発振停止状態を示す「１」に設定する（ステップＳ２２５）。

すなわち、モード制御回路７０は、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧値Ｖｔｈ１（規定値）以上の場合、ＲＡＭ５２の所定領域に発振停止フラグ「１」（エラー情報の一例）を記憶させ、スイッチング電源２０の動作を停止させる。そのため、エラー情報がＲＡＭ５２に記憶されることによって、エラー情報を後に活用できる。

次いで、モード制御回路７０は、トランジスタＱ１の発振を停止したことによって、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ２以下に低下したか否かを判断する（ステップＳ２３０）。ここで、所定電圧Ｖｔｈ２は所定電圧Ｖｔｈ１より小さい値である。電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ２以下に低下していないと判断した場合は（ステップＳ２３０：ＮＯ）、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ２以下に低下するまで待機する。

一方、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ２以下に低下したと判断した場合は（ステップＳ２３０：ＹＥＳ、図５の時刻ｔ４参照）、所定時間Ｋ１、待機する（ステップＳ２３５）。そして、時刻ｔ４から所定時間Ｋ１が経過した時刻ｔ７において、モード制御回路７０は、制御信号ＳｃｄによってＤＣ−ＤＣコンバータ３３の動作を無効にするとともに、制御パルス信号ＳｃｐによってトランジスタＱ１の発振を再開させる（ステップＳ２４０）。そして、図３のステップＳ１１０の処理に戻る。なお、ここで、所定時間Ｋ１は、時刻ｔ４から出力電圧Ｖｏｔ１がゼロとなる時刻ｔ６までの期間Ｋ０より長い期間として、事前に実験等によって決定される。

このように、本実施形態では、トランジスタＱ１の発振の再開は、出力電圧Ｖｏｔ１がゼロとなる時刻ｔ６以後の時刻ｔ７に行われる。これは、トランス二次側の残電荷が原因で、発振再開時の起動不良が発生するのを防ぐ為である。

なお、これに限定されず、トランジスタＱ１の発振の再開は、図５の時刻ｔ５、あるいは時刻ｔ６に行われてもよい。要は、トランジスタＱ１の発振の再開は、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１未満に下がった以降において、行われればよい。この場合、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１未満に下がったことを確認して、トランジスタＱ１の発振が再開される、すなわち、スイッチング電源２０の動作が再開される。そのため、スイッチング電源２０の動作を停止させたことによっても電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１未満に低下しない場合において、誤って第１直流電源の動作を再開させることを抑制できる。

一方、ステップＳ２０５において、発振停止フラグが「０」でない、すなわち、発振停止フラグが「１」で、既に、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１以上であると判断されてトランジスタＱ１の発振を一時的に停止されていたことがあった場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、モード制御回路７０は、制御パルス信号ＳｃｐによってトランジスタＱ１の発振を停止させる（ステップＳ２５０）。そして、発振再開禁止設定を行い、その設定情報（動作禁止情報の一例）をＲＡＭ５２に記憶させる（ステップＳ２５５）。そして、電圧エラー判定の表示を表示部４にさせて（ステップＳ２６０）、過電圧検出処理を終了する。

すなわち、モード制御回路７０は、電源電圧Ｖｄｄが所定電圧Ｖｔｈ１（規定値）以上であり、且つＲＡＭ５２に発振停止フラグ「１」（エラー情報）が記憶されている場合、発振再開禁止設定情報（動作禁止情報）をＲＡＭ５２に記憶させ、スイッチング電源２０の動作を停止させる。そして、スイッチング電源２０に動作を行わせるタイミングであってもＲＡＭ５２に動作禁止情報が記憶されている場合は、スイッチング電源２０への動作指示を禁止する。これによって、出力過電圧状態が解消されない場合、確実にスイッチング電源２０を動作させないようにできる。すなわち、電源システム１００の保安性を向上させることができる。

４．本実施形態の効果
省電力モードにおいては、スイッチング電源２０の動作が停止され、スイッチング電源２０より電源容量の小さい小容量電源（３０、３０Ａ）によって、プリンタ１に必要な電力が供給される。そのため、小容量電源（３０、３０Ａ）によって省電力化を図れる。

また、出力ラインＬｏｔ１と電源ラインＶｄｄとを電気的に接続する、ダイオードＤ６が設けられた過電圧検出用ラインＬｄｔを備えることによって、電源ラインＶｄｄの検出によって出力電圧Ｖｏｔ１の過電圧を検出し、スイッチング電源２０の動作を停止させることができる。そのため、省電力化を図りつつ、出力電圧Ｖｏｔ１の過電圧を検出することによる電源システム１００（直流電源）の大型化を抑制することができる。

また、第１直流電源が、トランス２４および発振トランジスタＱ１とを有するスイッチング電源２０とされる。そのため、電源ラインＶｄｄの検出によって出力電圧Ｖｏｔ１の過電圧が検出された場合、発振トランジスタＱ１の発振を停止させることでスイッチング電源２０の動作を停止させることができる。また、その際、動作モード切替用の構成、すなわち、スイッチング電源制御部５３およびフォトカプラＰＣ２を利用して、スイッチング電源２０の動作を停止させることができるため、電源システム１００の大型化を抑制することができる。なお、これに限られず、出力電圧Ｖｏｔ１の過電圧時にスイッチング電源２０の動作を停止させる構成を、別途設けるようにしてもよい。

＜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、充電ラインＬｃｈとは別個に、ダイオードＤ６およびツェナーダイオードＺＤ２が設けられた電圧検出用ラインＬｄｔを設ける例を示したが、これに限られない。例えば、充電ラインＬｃｈが、過電圧検出用ラインを兼用する構成として、図２において、電圧検出用ラインＬｄｔを省略するようにしてもよい。
この場合、過電圧検出用ラインを専用で設けなくてもよいので、電源システム１００の大型化を抑制できる。また、この場合であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２７の入力、すなわち、出力電圧Ｖｏｔ１（ＤＣ２４Ｖ）の増加に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ２７の出力、すなわち、出力電圧Ｖｏｔ２（ＤＣ５Ｖ）が増加する。そのため、所定電圧Ｖｔｈ１を適宜設定することによって、電源ラインＶｄｄの検出によって出力電圧Ｖｏｔ１の過電圧を検出できる。

（２）上記実施形態において、モード制御回路７０（制御回路）は、スイッチング電源２０（第１直流電源）の動作停止中において、例えば省電力モードにおいて、小容量電源３０（第２直流電源）の電源電圧Ｖｄｄが低下して規定範囲に入った場合、スイッチング電源２０の動作を再開させるようにしてもよい。
この場合、小容量電源３０の電源電圧Ｖｄｄを監視することによって、充電回路（Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５）の充電不足でスイッチング電源２０に起動指示を出せない事態に陥るのを抑制しつつ、電源電圧Ｖｄｄを監視する構成を利用して、スイッチング電源２０の出力過多（出力電圧の過電圧）も監視できる。なお、ここで、規定範囲は、スイッチング電源２０に起動指示を出せる電源電圧Ｖｄｄの値として、事前に実験等によって決定される。

（３）上記実施形態において、第１直流電源がスイッチング電源２０である場合を例示したが、第１直流電源はスイッチング電源に限られない。また、制御装置は、モード制御回路７０に限られない。

（４）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、通常モードと省電力モードとを有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、２７…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３０…小容量電源、３１…整流回路、３２…平滑回路、７０…モード制御回路、１００…電源システム、Ｃ３…平滑蓄電コンデンサ、Ｃ４…蓄電用コンデンサ、Ｃ５…電気二重層コンデンサ、Ｄ６…ダイオード、Ｌｖｄ…電源ライン、Ｌｄｔ…過電圧検出用ライン、Ｌｃｈ…充電ライン、Ｌｏｔ１、Ｌｏｔ２…出力ライン、ＺＤ２…ツェナーダイオード

Claims (9)

1. 出力電圧を生成し、前記出力電圧を出力する出力ラインを有する第１直流電源と、
   前記第１直流電源の動作を制御する制御装置と、
   前記第１直流電源の電源容量より小さい電源容量を有し、前記第１直流電源の動作停止時、前記制御装置に電力を供給する第２直流電源と、
   前記第２直流電源と前記制御装置とを接続する電源ラインと、
   前記出力ラインと前記電源ラインとを電気的に接続する過電圧検出用ラインであって、前記電源ラインから前記第１直流電源に電流が流れ込むのを抑制する逆流抑制素子が設けられた過電圧検出用ラインと、を備え、
   前記制御装置は、
   前記電源ラインの電圧である電源電圧を検出し、
   前記電源電圧が規定値以上の場合、前記第１直流電源の動作を停止させ、
   前記第１直流電源は、
   前記出力電圧を降圧し、降圧された出力電圧を生成する降圧回路を有し、
   前記第２直流電源は、
   前記降圧回路を介して充電される充電回路を有し、
   前記第１直流電源の動作停止時、前記充電回路および前記電源ラインを介して前記制御装置に電力を供給し、
   前記過電圧検出用ラインは、前記降圧回路の前段と、前記電源ラインとを接続し、
   前記過電圧検出用ラインには、前記電源電圧を調整する電圧調整素子が設けられている、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、
   前記制御装置は、
   前記第１直流電源の動作停止中において前記第２直流電源の前記電源電圧が低下して規定範囲に入った場合、前記第１直流電源の動作を再開させる、電源システム。
3. 出力電圧を生成し、前記出力電圧を出力する出力ラインを有する第１直流電源と、
   前記第１直流電源の動作を制御する制御装置と、
   前記第１直流電源の電源容量より小さい電源容量を有し、前記第１直流電源の動作停止時、前記制御装置に電力を供給する第２直流電源と、
   前記第２直流電源と前記制御装置とを接続する電源ラインと、
   前記出力ラインと前記電源ラインとを電気的に接続する過電圧検出用ラインであって、前記電源ラインから前記第１直流電源に電流が流れ込むのを抑制する逆流抑制素子が設けられた過電圧検出用ラインと、を備え、
   前記制御装置は、
   前記電源ラインの電圧である電源電圧を検出し、
   前記電源電圧が規定値以上の場合、前記第１直流電源の動作を停止させ、
   前記第１直流電源は、
   前記出力電圧を降圧する降圧回路を有し、
   前記過電圧検出用ラインは、前記降圧回路の前段と、前記電源ラインとを接続し、
   前記第２直流電源は、さらに、
   交流電源の一端に接続される第１コンデンサと、
   交流電源の他端に接続される第２コンデンサと、
   前記第１および第２コンデンサに接続され、交流電圧を整流する整流回路と、
   前記整流回路に接続され、整流された交流電圧を平滑する平滑回路とを有し、
   前記第１直流電源の動作停止時、前記平滑回路および前記電源ラインを介して前記制御装置に電力を供給し、
   前記過電圧検出用ラインには、前記電源電圧を調整する電圧調整素子が設けられている、電源システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
   前記制御装置は、
   前記電源電圧が前記規定値以上となって前記第１直流電源の動作を停止させた後、前記電源電圧が前記規定値未満に下がった以降において前記第１直流電源の動作を再開させる、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、
   前記第２直流電源から電力を供給される第１メモリをさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記電源電圧が前記規定値以上の場合、前記第１メモリにエラー情報を記憶させ、前記第１直流電源の動作を停止させる、電源システム。
6. 請求項５に記載の電源システムにおいて、
   前記制御装置は、
   前記電源電圧が前記規定値以上であり、且つ前記第１メモリに前記エラー情報が記憶されている場合、動作禁止情報を前記第１メモリに記憶させ、前記第１直流電源の動作を停止させ、
   前記第１直流電源に動作を行わせるタイミングであっても前記第１メモリに前記動作禁止情報が記憶されている場合は、前記第１直流電源への動作指示を禁止する、電源システム。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電源システムにおいて、
   前記第１直流電源は、トランスと、前記トランスの一次側に接続される発振トランジスタとを有し、前記発振トランジスタの発振によって前記トランスの二次側において前記出力電圧を生成するスイッチング電源であり、
   前記制御装置は、前記第１直流電源の起動および停止を前記発振トランジスタの発振の開始および停止の制御によって行う、電源システム。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電源システムと、
   前記第１直流電源から供給される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、
   前記制御装置は、前記第１直流電源を動作状態とする通常モードと、前記第１直流電源を停止状態とし、前記第２直流電源からの電力を利用する省電力モードとを切替える、画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、
   前記第２直流電源から電力を供給される第２メモリと、
   用紙を搬送する搬送部とを備え、
   前記制御装置は、
   前記電源電圧が前記規定値以上となって前記第１直流電源の動作を停止させた後、前記電源電圧が正常範囲まで下がった場合、前記第１直流電源に動作指示を出し、
   前記第２メモリに印刷データが記憶されている場合、前記搬送部を、用紙を排出するために必要な時間、駆動する、画像形成装置。

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