JP6406123B2 - 電圧調整システム及び電圧調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板の電圧を調整する技術に関するものである。

近年、常時通電されるコアと省エネモード時には通電が遮断されるコアとを備えるＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）が知られている。これを実現するためには、各コアに対応するＤＣＤＣコンバーターを個別に設け、各コアに対して個別に直流電圧を供給する必要がある。この場合、ＳＯＣによっては、各コアに供給される直流電圧の電圧差を所定の閾値以下にするという規定が課されることがある。

特許文献１は、半導体デバイスの歩留まりの向上を目的として、複数のマイクロプロセッサと、複数のマイクロプロセッサに対応する電源モジュールとを備え、各マイクロプロセッサのそれぞれにおいて、動作可能な上限電圧と下限電圧とを検出し、上限電圧と下限電圧との中心値を各マイクロプロセッサの最適電圧として設定する情報処理装置を開示する（段落［００２９］）。

特許文献２は、半導体チップの製造工程において、不良な半導体チップの識別を簡易且つ確実に行うことを目的として、半導体チップの回路内にヒューズ及びダイオードを設け、ウエハーのプローブテスト後、不良の半導体チップのヒューズを溶断することで、当該半導体チップに不良品の識別マークを付与する技術を開示する（段落［０００９］）。

特開２００１−３４５０２号公報 特開平８−１８４６３７号公報

しかしながら、各ＤＣＤＣコンバーターは性能がばらついているので、各コアに同じ直流電圧を供給することは困難である。また、性能ばらつきの少ないＤＣＤＣコンバーターを採用することで、各コアに供給される直流電圧の電圧差を閾値以下にすることも考えられるが、これではコストが嵩む。

また、特許文献１では、各マイクロプロセッサにおける最適電圧が大きく相違する場合、各マイクロプロセッサに供給される直流電圧の電圧差を閾値以下にできないという問題がある。

また、特許文献２では、不良な半導体チップの識別を容易にすることを課題としており、ＳＯＣの安定駆動は全く考慮されていないので、本願発明とは課題が大きく相違している。

本発明は、回路基板のコストを増大させずに各コアに供給される直流電圧の電圧差を低減できる技術を提供することである。

本発明の一態様による電圧調整システムは、回路基板と前記回路基板の電圧を調整する調整装置とを備える電圧調整システムであって、
前記回路基板は、
省電力モードで通電が停止されない第１コア及び前記省電力モードで通電が停止される第２コアを含む集積回路と、
第１設定値を用いて前記第１コアに供給される第１直流電圧を生成する第１電源回路と、
第２設定値を用いて前記第２コアに供給される第２直流電圧を生成する第２電源回路と、
前記第１及び第２設定値を記憶するメモリーとを備え、
前記調整装置は、
前記第１及び第２電源回路から出力される第１及び第２直流電圧を検出する検出部と、
前記検出された前記第１及び第２直流電圧が前記第１コアと第２コアとのそれぞれのコア毎の要求電圧を中心とする許容電圧範囲内に収まり、且つ、前記検出された前記第１及び第２直流電圧の電圧差を算出し、前記算出した電圧差が閾値以下となるまで、前記第１及び第２設定値の調整を繰り返し、調整完了後の第１及び第２設定値を、前記回路基板の起動時の第１及び第２設定値として前記メモリーに書き込む電圧調整部とを備える。

この構成によれば、検出部により検出された第１及び第２直流電圧が第１コアと第２コアとのそれぞれのコア毎の要求電圧を中心とする許容電圧範囲内に収まるように第１及び第２設定値が調整される。更に、第１及び第２直流電圧の電圧差が算出され、算出された電圧差が閾値以下となるまで、第１及び第２設定値の調整が繰り返される。そのため、第１及び第２電源回路として性能のばらつきが大きな安価な回路を採用したとしても第１、第２コアに供給される直流電圧の電圧差を低減できると同時に、第１及び第２直流電圧を第１及び第２コアの要求電圧に近づけることができる。よって、回路基板のコストを増大させずに各コアに供給される直流電圧の電圧差を低減できる。また、調整後の第１及び第２設定値がメモリーに書き込まれるので、起動時には第１及び第２コアに電圧差の低い直流電圧を供給できる。よって、回路基板の誤動作を防止できる。

また、上記態様において、前記電圧調整部は、前記調整において、前記要求電圧と前記検出された第１直流電圧との差が大きくなるにつれて、前記第１設定値の調整幅を増大させ、且つ、前記要求電圧と前記検出された第２直流電圧との差が大きくなるにつれて前記第２設定値の調整幅を増大させてもよい。

この構成によれば、調整において、第１及び第２コアの要求電圧と第１直流電圧との差が大きくなるにつれて、第１設定値の調整幅が増大され、且つ、要求電圧と第２直流電圧との差が大きくなるにつれて第２設定値の調整幅が増大される。そのため、調整の時間短縮を図ることができる。

また、上記態様において、前記電圧調整部は、前記検出された前記第１及び第２直流電圧のうち、前記許容電圧範囲外の直流電圧を検出し、前記検出した直流電圧が前記許容電圧範囲内に含まれるように前記検出した直流電圧に対応する設定値を調整してもよい。

この構成によれば、検出部により検出された第１及び第２直流電圧のうち、許容電圧範囲外の直流電圧のみが調整対象とされるので、調整の簡便化を図ることができる。

本発明によれば、検出部により検出された第１及び第２直流電圧が第１及び第２コアの要求電圧を中心とする許容電圧範囲内に収まるように第１及び第２設定値が調整される。そのため、第１及び第２電源回路として性能のばらつきが大きな回路を採用したとしても第１、第２コアに供給される直流電圧の電圧差を低減できる。よって、回路基板のコストを増大させずに各コアに供給される直流電圧の電圧差を低減できる。

電気機器に搭載されるＳＯＣの概念図である。 電源回路Ａ１が供給する第１直流電圧と電源回路Ａ２が供給する第２直流電圧とのばらつきの一例を示した表である。 電源回路が供給する直流電圧のばらつきを説明する図である。 本発明の実施の形態における電圧調整システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態における電圧調整システムの処理を示すフローチャートである。 電圧調整部が調整を行う際に参照するテーブルの一例を示す図である。 第１、第２電源回路とＳＯＣとの詳細な回路構成を示した図である。 第１、第２直流電圧と基準電圧との波形図である。 本発明の実施の形態の変形例における電圧調整システムの処理を示すフローチャートである。 変形例において電圧調整部が調整を行う際に参照するテーブルの一例を示す図である。 回路基板が搭載された画像形成装置の構成を示すブロック図である。

（本発明の実施の形態に至る経緯）
近年、画像形成装置等の電気機器では、ＳＯＣが広く搭載されている。図１は、電気機器に搭載されるＳＯＣの概念図である。ＳＯＣはメインＣＰＵとサブＣＰＵとを備える。省電力モード時には消費電力を抑制するために、電流量の大きいメインＣＰＵは電力供給が停止され、サブＣＰＵのみ通電される。そして、省電力モード時において、サブＣＰＵはネットワークのパケット応答など、最低限の処理を行う。なお、通常モード時にはメインＣＰＵ及びサブＣＰＵ共、電力が供給される。

このように、ＳＯＣを用いて省電力モードを実現する場合、メインＣＰＵは電力供給が停止されるので、サブＣＰＵ及びメインＣＰＵのそれぞれに対して同じ第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を個別に供給する電源回路Ａ１、Ａ２が必要である。なお、電源回路Ａ１、Ａ２としては、ＤＣＤＣコンバーターが用いられる。

ここで、省電力モード時にメインＣＰＵへの直流電圧Ｖ２の供給を停止する電源回路Ａ２と、省電力モード時に第１直流電圧Ｖ１をサブＣＰＵへ供給する電源回路Ａ１とは個別に規定が設けられており、本来、電源回路Ａ１、Ａ２間で依存関係は無い。

図２は、電源回路Ａ１が供給する第１直流電圧Ｖ１と電源回路Ａ２が供給する第２直流電圧Ｖ２とのばらつきの一例を示した表である。図２に示すように電源回路Ａ１、Ａ２は、それぞれ、最小電圧が１．０Ｖ、最大電圧が１．２Ｖの範囲内でばらついた第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を供給する。

しかし、ＳＯＣは、製造者によって第１直流電圧Ｖ１と第２直流電圧Ｖ２との電圧差を無くすように厳しい規定が要求されることがある。標準的に設計された電源回路が供給する直流電圧において、部品バラつきを考慮した性能のばらつきは下記のように算出される。

図３は、電源回路が供給する直流電圧のばらつきを説明する図である。図３に示す電源回路の出力電圧はＶｏｕｔ＝（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）×Ｖｒｅｆで定義される。

図３の例では、電源回路の基準電圧Ｖｒｅｆのバラつきがプラスマイナス１％、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２のバラつきがプラスマイナス１％、電源回路の出力電圧Ｖｏｕｔのリップルがプラスマイナス２０ｍＶと見積もられている。また、出力電圧Ｖｏｕｔの目標電圧は１．１Ｖとされている。なお、分圧抵抗Ｒ１は出力側のフィードバック抵抗であり、分圧抵抗Ｒ２はグラウンド側のフィードバック抵抗である。

この場合、出力電圧Ｖｏｕｔの最小値はＶｏｕｔｍｉｎ＝（（０．９９×Ｒ１＋１．０１×Ｒ２）／（１．０１×Ｒ２））×Ｖｒｅｆ×０．９９で規定される。また、出力電圧Ｖｏｕｔの最大値はＶｏｕｔｍａｘ＝（（１．０１×Ｒ１＋０．９９×Ｒ２）／（０．０９×Ｒ２））×Ｖｒｅｆ×１．０１で規定される。そして、Ｒ１、Ｒ２、Ｖｒｅｆに実際の値を代入し、ＶｏｕｔｍｉｎとＶｏｕｔｍａｘとを求めると、出力電圧Ｖｏｕｔのばらつきのワースト値は５４ｍＶであった。

出力電圧Ｖｏｕｔのばらつきを抑えるにはばらつきの少ない高性能の電源回路や回路素子を採用すればよいが、これではコストが嵩む。

そこで、本実施の形態では、コストをかけずに電源回路Ａ１、Ａ２から出力される第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差を抑制できる電圧調整システムを提供する。

（実施の形態）
（電圧調整システムの構成）
図４は、本発明の実施の形態における電圧調整システム１の全体構成を示す図である。電圧調整システム１は、回路基板１０及び調整装置２０を備える。回路基板１０は、例えば、画像形成装置等の電気機器に用いられる回路基板である。本実施の形態では、図１１で後述するように、回路基板１０は、画像形成装置５の制御部５００の回路基板である。

調整装置２０は、例えば、ファンクションチェッカーで構成され、回路基板１０の電圧を調整する。ここで、ファンクションチェッカーは、例えば、画像形成装置５の製造工程において、回路基板１０が実装された際に、回路基板１０が正常に動作するか否かを検査するための装置である。

回路基板１０は、第１電源回路１１、第２電源回路１２、ＳＯＣ１３（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ：集積回路の一例）、及びメモリー１４が実装されている。第１電源回路１１は、例えばＤＣＤＣコンバーターで構成され、ＳＯＣ１３から出力される第１設定値Ｓ１に応じた電圧値を持つ第１直流電圧Ｖ１を生成し、サブＣＰＵ１３１に供給する。

第２電源回路１２は、例えばＤＣＤＣコンバーターで構成され、ＳＯＣ１３から出力される第２設定値Ｓ２に応じた電圧値を持つ第２直流電圧Ｖ２を生成し、メインＣＰＵ１３２に供給する。

ＳＯＣ１３は、サブＣＰＵ１３１（第１コアの一例）、メインＣＰＵ１３２（第２コアの一例）、及びインターフェイス（以下、「Ｉ／Ｆ１３３」と記述する。）を備える。サブＣＰＵ１３１は、画像形成装置５が省電力モード及び通常モードに設定されているか否かに拘わらず、第１直流電圧Ｖ１が常時供給され、常時動作する。

省電力モードは画像形成装置５を構成する電気部品のうち一部の電気部品への電力供給が停止されるモードである。通常モードは画像形成装置５を構成する全ての電気部品に電力が供給されるモードである。

ここで、サブＣＰＵ１３１は、主に省電力モードにおいて動作し、画像形成装置５の外部から送信されるパケットを受信し、そのパケットに対して応答するといった処理等を行う。また、サブＣＰＵ１３１は、画像形成装置５を省電力モード又は通常モードで動作させるか否かを管理する。例えば、通常モードにおいて、一定期間、ユーザからの入力を受け付けなければ、サブＣＰＵ１３１は画像形成装置５を省電力モードに設定する。一方、省電力モードにおいて、ユーザから印刷指示の入力を受け付けると、サブＣＰＵ１３１は画像形成装置５を通常モードに設定する。

メインＣＰＵ１３２は、画像形成装置５が省電力モードに設定された場合、サブＣＰＵ１３１の制御の下、第２電源回路１２からの直流電圧Ｖ２の供給が停止され、スリープ状態になる。また、メインＣＰＵ１３２は、画像形成装置５が通常モードに設定された場合は、サブＣＰＵ１３１の制御の下、第２電源回路１２から直流電圧Ｖ２が供給される。ここで、メインＣＰＵ１３２は、例えば、通常モードにおいて画像形成装置５を構成する電気部品を制御して、各種処理（画像読取処理、印刷処理等）を実現する。

Ｉ／Ｆ１３３は、例えば、Ｉ２Ｃインターフェースで構成され、ＳＯＣ１３の制御の下、第１設定値Ｓ１を第１電源回路１１に送信し、第２設定値Ｓ２を第２電源回路１２に送信する。ここで、第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２の送受信の制御はサブＣＰＵ１３１が行ってもよいし、メインＣＰＵ１３２が行ってもよい。

メモリー１４は、例えば、書き換え可能な不揮発性の記憶装置で構成され、第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２を記憶する。メモリー１４に記憶された第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２は、回路基板１０の起動時に、ＳＯＣ１３を介して第１、第２電源回路１１、１２に読み出され、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２が設定される。

調整装置２０は、検出部２１及び電圧調整部２２を備える。検出部２１は、例えば、電圧センサで構成され、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を検出する。

電圧調整部２２は、例えば、ＣＰＵやＡＳＩＣ等のプロセッサで構成され、検出部２１で検出された第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２がサブＣＰＵ１３１及びメインＣＰＵ１３２の要求電圧を中心とする許容電圧範囲内に収まるように第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２を調整し、調整完了後の第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２を、回路基板１０の起動時の第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２としてメモリー１４に書き込む。

（電圧調整システムの動作）
図５は、本発明の実施の形態における電圧調整システム１の処理を示すフローチャートである。なお、本フローチャートが開始される際には、第１、第２電源回路１１、１２はデフォルトの第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２にしたがって、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を生成し、サブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２に供給しているものとする。デフォルトの第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２は同じ値が採用される。

まず、Ｓ５０１では、電圧調整部２２は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差を判定するための閾値を設定する。

次に、検出部２１は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２をそれぞれ検出する（Ｓ５０２）。

次に、電圧調整部２２は、Ｓ５０２で検出した第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差の絶対値を算出する（Ｓ５０３）。

次に、電圧調整部２２は、Ｓ５０３で算出した電圧差の絶対値がＳ５０１で設定した閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ５０４）。電圧差が閾値より大きければ（Ｓ５０４でＹＥＳ）、電圧調整部２２は処理をＳ５０５に進める。

Ｓ５０５で終了条件が満たされていなければ（Ｓ５０５でＮＯ）、電圧調整部２２は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を調整し（Ｓ５０７）、処理をＳ５０２に戻す。一方、終了条件を満たしていれば（Ｓ５０５でＹＥＳ）、処理は終了する。ここで、終了条件としては、例えば、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の調整回数が所定の上限値に到達した場合が該当する。この場合、電圧差を閾値以下にすることができなかったとされて処理が終了される。

一方、電圧差が閾値以下であれば（Ｓ５０４でＮＯ）、電圧調整部２２は、調整は完了したと判定し、現在設定されている第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２をメモリー１４に書き込む（Ｓ５０６）。以後、画像形成装置５の電源が投入され回路基板１０が起動された際、第１、第２電源回路１１、１２はメモリー１４に書き込まれた第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２を用いて第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を生成する。これにより、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差は閾値以下となり、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２は、ＳＯＣ１３の規定を満たすことができる。

（調整の詳細）
以下、Ｓ５０７の調整について詳細に説明する。ここでは、ＳＯＣ１３の規定により、サブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２に供給される第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２は、以下のように定められているとする。

Ｖ１：１．１Ｖ プラスマイナス０．１Ｖ
Ｖ２：１．１Ｖ プラスマイナス０．１Ｖ
Ｖ１とＶ２との電圧差：５０ｍＶ以内
また、ＳＯＣ１３の規定により、サブＣＰＵ１３１及びメインＣＰＵ１３２が要求する要求電圧は１．１Ｖとする。また、第１直流電圧Ｖ１と第２直流電圧Ｖ２との電圧差が５０ｍＶ以内に設定されているが、以下では余裕をみて電圧差条件（閾値）は４０ｍＶに設定されている。

第１、第２電源回路１１、１２は、Ｉ２ＣのＩ／Ｆ１３３を介して基準電圧Ｖｒｅｆの調整が可能であり、０．０１Ｖ単位で電圧調整ができるものとする。

そして、電圧調整部２２は、図６に示すテーブルＴ６０を予め備えており、このテーブルＴ６０を用いて第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を調整する。

図６は、電圧調整部２２が調整を行う際に参照するテーブルＴ６０の一例を示す図である。テーブルＴ６０は、８つの調整パターンＰ１〜Ｐ８を規定する。各調整パターンには、第１直流電圧Ｖ１の条件、第２直流電圧Ｖ２の条件、電圧差条件、及び調整方法が定められている。

テーブルＴ６０には、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２が満たすべき許容電圧範囲が規定されており、１．０６Ｖは許容電圧範囲の下限値であり、１．１４Ｖは許容電圧範囲の上限値である。図６の下段には、許容電圧範囲Ｂ１及びサブ許容電圧範囲Ｂ２の関係が示されている。

許容電圧範囲Ｂ１は要求電圧（＝１．１Ｖ）を中心にプラスマイナス４０ｍＶの範囲に設定されている。

また、テーブルＴ６０には、サブ許容電圧範囲Ｂ２も規定されている。サブ許容電圧範囲Ｂ２の下限値及び上限値はそれぞれ１．０９Ｖ、１．１１Ｖである。このように、サブ許容電圧範囲Ｂ２は要求電圧（＝１．１Ｖ）を中心にプラスマイナス１０ｍＶの範囲に設定されている。

調整方法は、第１直流電圧Ｖ１の調整幅をプラスマイナス０．０３Ｖとするケースと、第１直流電圧Ｖ１の調整幅をプラスマイナス０．０１Ｖとするケースと、第２直流電圧Ｖ２の調整幅をプラスマイナス０．０３Ｖとするケースと、第２直流電圧Ｖ２の調整幅をプラスマイナス０．０１Ｖとするケースとの組み合わで成り立っている。

具体的には、調整パターンＰ１、Ｐ８では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２が共に許容電圧範囲Ｂ１外なので、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の調整幅はプラスマイナス０．０３Ｖに設定されている。

調整パターンＰ２、Ｐ７では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち小さい方が許容電圧範囲Ｂ１の下限値より小さく、大きい方がサブ許容電圧範囲Ｂ２の上限値から許容電圧範囲Ｂ１の上限値までの範囲内にある。そのため、小さい方の直流電圧は調整幅が＋０．０３Ｖ、大きい方の直流電圧は調整幅が−０．０１Ｖに設定されている。

調整パターンＰ３、Ｐ６では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち小さい方が許容電圧範囲Ｂ１の下限値からサブ許容電圧範囲Ｂ２の下限値までの範囲内にあり、大きい方が許容電圧範囲Ｂ１の上限値より大きい。そのため、小さい方の直流電圧は調整幅が＋０．０１Ｖ、大きい方の直流電圧は調整幅が−０．０３Ｖに設定されている。

調整パターンＰ４、Ｐ５では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち小さい方が許容電圧範囲Ｂ１の下限値からサブ許容電圧範囲Ｂ２の下限値までの範囲内にあり、大きい方がサブ許容電圧範囲Ｂ２の上限値から許容電圧範囲Ｂ１の上限値までの範囲内にある。そのため、小さい方の直流電圧は調整幅が＋０．０１Ｖ、大きい方の直流電圧は調整幅が−０．０１Ｖに設定されている。

このようにテーブルＴ６０では、要求電圧（＝１．１Ｖ）と第１直流電圧Ｖ１との差が大きくなるにつれて、第１直流電圧Ｖ１の調整幅が増大され、且つ、要求電圧と第２直流電圧Ｖ２との差が大きくなるにつれて第２直流電圧Ｖ２の調整幅が増大されるように調整パターンＰ１〜Ｐ８が規定されている。

また、テーブルＴ６０において、調整パターンＰ２〜Ｐ７には電圧差条件として４０ｍＶが規定されているが、調整パターンＰ１、Ｐ８には電圧差条件が規定されていない。これは、調整パターンＰ１、Ｐ８に該当する場合、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差は必ず４０ｍＶ以上になるからである。また、調整パターンＰ２〜Ｐ７において電圧差条件が規定されているのは、調整パターンＰ２〜Ｐ７に該当する場合であっても、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差が４０ｍＶ以下であれば、ＳＯＣ１３の要求が満たされるからである。

更に、テーブルＴ６０において、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２が共にサブ許容電圧範囲Ｂ２内にある場合が規定されていないのは、この場合、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差は必ず４０ｍＶ以下になるからである。

例えば、第１直流電圧Ｖ１としてＶ１＝１．１４２Ｖ、第２直流電圧Ｖ２としてＶ２＝１．０８３Ｖが検出されたとする。

この場合、電圧調整部２２は、電圧差が｜Ｖ１−Ｖ２｜＝０．０５９Ｖなので調整の必要があると判定し、テーブルＴ６０から調整パターンＰ６を参照し、第１直流電圧Ｖ１の調整幅を−０．０３Ｖ、第２直流電圧Ｖ２の調整幅を＋０．０１Ｖに設定する。

そして、電圧調整部２２は、現在よりも第１直流電圧Ｖ１を０．０３Ｖ低下させる第１設定値Ｓ１を生成し、且つ、現在よりも第２直流電圧Ｖ２を０．０１Ｖ上昇させる第２設定値Ｓ２を生成し、両設定値をＳＯＣ１３に送信する。ＳＯＣ１３は、送信された第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ第１、第２電源回路１１、１２に送信する。これにより、第１電源回路１１は０．０３Ｖ低下した第１直流電圧Ｖ１をサブＣＰＵ１３１に出力し、第２電源回路１２は０．０１Ｖ上昇した第２直流電圧Ｖ２をメインＣＰＵ１３２に出力する。

電圧調整部２２はこのような調整を第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差が閾値（＝４０ｍＶ）以下になるまで繰り返す。そして、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差が閾値以下になると、そのときの第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２をメモリー１４に書き込む。

なお、このような調整を所定回数繰り返しても、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差が閾値以下にならなければ、電圧調整部２２は、第１、第２電源回路１１、１２は不良品と判断して、処理を終了すればよい。この場合、電圧調整部２２は、第１、第２電源回路１１、１２は不良品である旨をディスプレイ（図略）に表示してもよい。

図７は、第１、第２電源回路１１、１２とＳＯＣ１３との詳細な回路構成を示した図である。第１電源回路１１は、コンパレータＣ１を備える。コンパレータＣ１の一方の入力端子ＦＢには、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧された第１直流電圧Ｖ１が入力される。これにより、第１直流電圧Ｖ１がフィードバックさる。コンパレータＣ１の他方の入力端子ＲｅｆにはＳＯＣ１３から第１設定値Ｓ１が入力される。

第２電源回路１２もコンパレータＣ２を備えている。コンパレータＣ２の入力端子ＦＢには、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧された第２直流電圧Ｖ２が入力されている。コンパレータＣ２の他方の入力端子Ｒｅｆには、ＳＯＣ１３から第２設定値Ｓ２が入力されている。ＳＯＣ１３には、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２が供給されている。

ここで、第１設定値Ｓ１は、コンパレータＣ１の入力端子Ｒｅｆの基準電圧Ｖｒｅｆ１を設定し、第２設定値Ｓ２は、コンパレータＣ２の入力端子Ｒｅｆの基準電圧Ｖｒｅｆ２を設定する。

図８は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２と、基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２との波形図である。２段目に示すように、タイミングＴ１において、基準電圧Ｖｒｅｆ１が０．０３Ｖに相当する値だけ下げられている。これにより、１段目に示すように、タイミングＴ１において、第１直流電圧Ｖ１が０．０３Ｖ低下している。

また、３段目に示すように、タイミングＴ１において、基準電圧Ｖｒｅｆ２が０．０１Ｖに相当する値だけ下げられている。これにより、４段目に示すように、タイミングＴ１において、第２直流電圧Ｖ２が０．０１Ｖ下げられている。

図３に示すように、電源回路の出力電圧ＶｏｕｔはＶｏｕｔ＝（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）×Ｖｒｅｆで規定される。したがって、Ｖｒｅｆが上昇すると、Ｖｏｕｔが上昇し、Ｖｒｅｆが減少すると、Ｖｏｕｔが減少する。よって、電圧調整部２２は、基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２（すなわち、第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２）を増減させることで、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を増減させることができる。

（実施の形態のまとめ）
（１）電圧調整システム１は、検出部２１により検出された第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２がサブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２の要求電圧を中心とする許容電圧範囲Ｂ１内に収まるように第１及び第２設定値Ｓ１、Ｓ２を調整する。そのため、第１、第２電源回路１１、１２として性能のばらつきが大きな安価な回路を採用したとしてもサブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２に供給される直流電圧の電圧差を低減できる。よって、回路基板１０のコストを増大させずにサブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２に供給される第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差を低減できる。また、調整後の第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２がメモリー１４に書き込まれるので、起動時にはサブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２に電圧差の低い直流電圧を供給できる。よって、回路基板１０の誤動作を防止できる。

（２）電圧調整システム１は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差の絶対値を算出し、算出した電圧差の絶対値が閾値以下となるまで、第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２の調整を繰り返すので、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差を低減すると同時に、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２をサブＣＰＵ１３１、メインＣＰＵ１３２の要求電圧に近づけることができる。

（３）電圧調整システム１は、サブＣＰＵ１３１及びメインＣＰＵ１３２の要求電圧と第１直流電圧Ｖ１との差が大きくなるにつれて、第１設定値Ｓ１の調整幅を増大し、且つ、前記要求電圧と第２直流電圧Ｖ２との差が大きくなるにつれて第２設定値Ｓ２の調整幅を増大して第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を調整する。そのため、調整の時間短縮を図ることができる。

（変形例）
次に、本発明の実施の形態の電圧調整システム１の変形例について説明する。図９は、本発明の実施の形態の変形例における電圧調整システム１の処理を示すフローチャートである。変形例の電圧調整システム１は第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の電圧差を考慮しない点を特徴とする。

まず、Ｓ７０１では、検出部２１は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を検出する。次に、電圧調整部２２は、検出した第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２を許容電圧範囲Ｂ１と比較する（Ｓ７０２）。

次に、電圧調整部２２は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち、許容電圧範囲Ｂ１外の直流電圧があれば（Ｓ７０３でＹＥＳ）、処理をＳ７０４に進める。そして、終了条件を満たしていなければ（Ｓ７０４でＮＯ）、電圧調整部２２は、許容電圧範囲Ｂ１外の直流電圧を調整し（Ｓ７０６）、処理をＳ７０１に戻す。

一方、Ｓ７０３において、許容電圧範囲Ｂ１外の直流電圧がなければ（Ｓ７０３でＮＯ）、電圧調整部２２は、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の調整は完了した判定し、現在設定している第１、第２設定値Ｓ１、Ｓ２をメモリー１４に書き込み（Ｓ７０５）、処理を終了する。

Ｓ７０４の終了条件としては、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２が共に許容電圧範囲Ｂ１外である場合や、第１直流電圧Ｖ１又は第２直流電圧Ｖ２の調整回数が所定の上限値に到達した場合が採用できる。

次に、Ｓ７０６の調整について詳細に説明する。図１０は、変形例において電圧調整部２２が調整を行う際に参照するテーブルＴ１００の一例を示す図である。テーブルＴ１００は、４つの調整パターンＰ１〜Ｐ４を規定する。各調整パターンには、第１直流電圧Ｖ１の条件、第２直流電圧Ｖ２の条件、電圧差条件、及び調整方法が定められている。なお、変形例では、電圧差条件は考慮されないため、電圧差条件は全てブランクになっている。

テーブルＴ１００には、テーブルＴ６０と同様、許容電圧範囲Ｂ１（下限値：１．０６Ｖ、上限値：１．１４Ｖ）及びサブ許容電圧範囲Ｂ２（下限値：１．０９Ｖ、上限値：１．１１Ｖ）が規定されている。

テーブルＴ１００の例では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち、許容電圧範囲Ｂ１外の１の直流電圧が調整対象とされている。そのため、テーブルＴ１００では、調整方法として、第１直流電圧Ｖ１の調整幅をプラスマイナス０．０３Ｖとする調整パターンＰ１、Ｐ２と、第２直流電圧Ｖ２の調整幅をプラスマイナス０．０３Ｖとする調整パターンＰ３、Ｐ４とが規定されている。

具体的には、調整パターンＰ１、Ｐ３では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち小さい方が許容電圧範囲Ｂ１の下限値より小さく、大きい方がサブ許容電圧範囲Ｂ２の範囲内にある。そのため、小さい方の直流電圧のみが調整対象とされ、この直流電圧の調整幅は＋０．０３Ｖに設定されている。

調整パターンＰ２、Ｐ４では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち小さい方がサブ許容電圧範囲Ｂ２の範囲内にあり、大きい方が許容電圧範囲Ｂ１の上限値よりも大きい。そのため、大きい方の直流電圧のみが調整対象とされ、この直流電圧の調整幅は−０．０３Ｖに設定されている。

なお、テーブルＴ１００では、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち、一方が許容電圧範囲Ｂ１外であり、他方が許容電圧範囲Ｂ１内且つサブ許容電圧範囲Ｂ２外である場合が規定されていない。この場合、電圧調整部２２は、回路基板１０が不良品であると判定し、その旨をディスプレイ（図略）に表示してもよい。

（変形例のまとめ）
変形例の電圧調整システム１は、検出部２１により検出された第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２のうち、許容電圧範囲Ｂ１外の直流電圧のみを調整対象とするので、調整の簡便化を図ることができる。なお、テーブルＴ１００では、許容電圧範囲Ｂ１外の１の直流電圧のみが調整対象とされているが、第１、第２直流電圧Ｖ１、Ｖ２の両方が許容電圧範囲Ｂ１外の場合、両直流電圧が調整対象とされてもよい。

（画像形成装置）
本実施の形態に係る回路基板１０は、画像形成装置に搭載することができる。図１１は、回路基板１０が搭載された画像形成装置５の構成を示すブロック図である。なお、回路基板１０は制御部５００の回路基板として適用される。

画像形成装置５として、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機を例に説明する。画像形成装置５は、画像を印刷する機能を有する装置であればよく、デジタル複合機に限定されない。例えば、プリンターを画像形成装置５としてもよい。画像形成装置５は、印刷部１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００、及び通信部６００を備える。

原稿給送部３００は、原稿給送部３００に設けられた原稿載置部に１枚の原稿が置かれている場合、その原稿を原稿読取部２００に送り、原稿載置部に複数枚の原稿が置かれている場合、複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送る。

原稿読取部２００は、原稿台に載置された原稿や、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取り、その原稿の画像データを出力する。

印刷部１００は、用紙貯留部１０１、画像形成部１０３、及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は、用紙の束を貯留することができる。この貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー（不図示）の駆動により、用紙搬送路（不図示）へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路を通って、画像形成部１０３へ搬送される。

画像形成部１０３は、感光体ドラム、露光部、現像装置、及び転写部を備え、搬送されてきた用紙に電子写真プロセスでトナー像を形成する。

操作部４００は、操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３は、タッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは、画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。

操作キー部４０１には、ハードキーからなる操作キーが設けられている。操作キーは、例えば、スタートキー、テンキー、リセットキー、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリを切り換えるための機能切換キーである。

制御部５００は、回路基板１０で構成され、画像形成装置５の全体制御を司る。

通信部６００は、ファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は、相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は、電話回線６０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部６０３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３は、ＬＡＮ６０７に接続されたパソコンとの間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

Ｂ１ 許容電圧範囲
Ｂ２ サブ許容電圧範囲
Ｓ１ 第１設定値
Ｓ２ 第２設定値
Ｖ１ 第１直流電圧
Ｖ２ 第２直流電圧
１ 電圧調整システム
１０ 回路基板
１１ 第１電源回路
１２ 第２電源回路
１３ ＳＯＣ
１３１ サブＣＰＵ
１３２ メインＣＰＵ
１４ メモリー
２０ 調整装置
２１ 検出部
２２ 電圧調整部

Claims (4)

1. 回路基板と前記回路基板の電圧を調整する調整装置とを備える電圧調整システムであって、
   前記回路基板は、
   省電力モードで通電が停止されない第１コア及び前記省電力モードで通電が停止される第２コアを含む集積回路と、
   第１設定値を用いて前記第１コアに供給される第１直流電圧を生成する第１電源回路と、
   第２設定値を用いて前記第２コアに供給される第２直流電圧を生成する第２電源回路と、
   前記第１及び第２設定値を記憶するメモリーとを備え、
   前記調整装置は、
   前記第１及び第２電源回路から出力される第１及び第２直流電圧を検出する検出部と、
   前記検出された前記第１及び第２直流電圧が前記第１コアと第２コアとのそれぞれのコア毎の要求電圧を中心とする許容電圧範囲内に収まり、且つ、前記検出された前記第１及び第２直流電圧の電圧差を算出し、前記算出した電圧差が閾値以下となるまで、前記第１及び第２設定値の調整を繰り返し、調整完了後の第１及び第２設定値を、前記回路基板の起動時の第１及び第２設定値として前記メモリーに書き込む電圧調整部とを備える電圧調整システム。
2. 前記電圧調整部は、前記調整において、前記要求電圧と前記検出された第１直流電圧との差が大きくなるにつれて、前記第１設定値の調整幅を増大させ、且つ、前記要求電圧と前記検出された第２直流電圧との差が大きくなるにつれて前記第２設定値の調整幅を増大させる請求項１に記載の電圧調整システム。
3. 前記電圧調整部は、前記検出された前記第１及び第２直流電圧のうち、前記許容電圧範囲外の直流電圧を検出し、前記検出した直流電圧が前記許容電圧範囲内に含まれるように前記検出した直流電圧に対応する設定値を調整する請求項１に記載の電圧調整システム。
4. 回路基板の電圧調整方法であって、
   省電力モードで通電が停止されない第１コア及び前記省電力モードで通電が停止される第２コアを含む集積回路と、第１設定値を用いて前記第１コアに供給される第１直流電圧を生成する第１電源回路と、第２設定値を用いて前記第２コアに供給される第２直流電圧を生成する第２電源回路と、前記第１及び第２設定値を記憶するメモリーとを備え、
   前記第１及び第２電源回路から出力される第１及び第２直流電圧を検出し、
   前記検出された前記第１及び第２直流電圧が前記第１コアと第２コアとのそれぞれのコア毎の要求電圧を中心とする許容電圧範囲内に収まり、且つ、前記検出された前記第１及び第２直流電圧の電圧差が基準値以下となるまで、前記第１及び第２設定値の調整を繰り返し、
   調整後の第１及び第２設定値を、前記回路基板の起動時の第１及び第２設定値として前記メモリーに書き込む電圧調整方法。

Images