(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンオフ後の時限残留電力を供給するための電源であって、
（ａ）交流電力回路および直流電力回路に電圧を供給する交流電力切り換え装置と、
（ｂ）交流電源スイッチからの交流電力の消失によって起動されるタイマー回路と、
（ｃ）前記交流電力切り換え装置に接続された前記タイマー回路からの出力を受信し、光学的に絶縁されたフォトダイアックと、
（ｄ）交流電源スイッチからの入力と負荷切り換え回路へのオプトカプラーの出力を有する負荷切り換えドライバ回路とを含み、
交流電源スイッチからの交流電力の消失が起こった時のオプトカプラーの出力に応じて、前記負荷切り換え回路は、前記直流電力回路に最小負荷を与え、前記直流電力回路の電圧を維持し、
前記交流電源スイッチからの前記交流電力の消失によって前記タイマー回路が前記交流電力回路と前記直流電力回路への電力を維持し、前記負荷切り換えドライバ回路への電力を維持しかつ起動することを特徴とする電源。
【請求項２】
前記電力切り換え装置は複数の直流電圧電源とファンに電力を供給し、さらに、光学的に絶縁されたフォトダイアックによって制御されるトライアックを含むことを特徴とする、請求項１に記載の電源。
【請求項３】
前記直流電力回路は１つ又は複数のファンと直流制御装置を動作させることを特徴とする、請求項２に記載の電源。
【請求項４】
前記トライアックと前記タイマー回路は前記交流電源スイッチからの電力の消失後に３分から４分の間、交流および直流電圧を供給することを特徴とする、請求項３に記載の電源。
【請求項５】
ターンオフ後の時限残留電力を供給するための電源であって、
（ａ）交流電力回路および直流電力回路に電圧を供給するトライアックと、
（ｂ）交流電源スイッチからの交流電力の消失によって起動されるタイマー回路と、
（ｃ）前記タイマー回路から前記トライアックへの出力を受信する、光学的に絶縁されたフォトダイアックと、
（ｄ）電源スイッチからの入力と、負荷切り換え回路へのオプトカプラーの出力を有する、負荷切り換えドライバ回路とを含み、
電源スイッチからの交流電力の消失が起こった時のオプトカプラーの出力に応じて、前記負荷切り換え回路は、前記直流電力回路に最小負荷を与え、前記直流電力回路の電圧を維持し、
前記交流電源スイッチからの前記交流電力の消失によって前記タイマー回路が交流電力回路と直流電力回路への電力を維持し、前記負荷切り換え回路ドライバ回路への電力を維持しかつ起動することを特徴とする電源。
【請求項６】
前記交流電源スイッチからの前記電力の消失の後に、前記交流電力回路、前記直流電力回路および負荷切り換えドライバ回路への電力の供給が３分から４分の間継続されることを特徴とする、請求項５に記載の電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源スイッチが切られた後の短い時間の間に排気ファンを運転するための２４ボルトの電力を維持する、レーザー・プリンタ電源の改良に関する。当該ファンは光伝導性のプリント・ドラムから不要なオゾンを除去して、光伝導体の寿命を延ばすものである。
【０００２】
【従来の技術】
高性能レーザー・プリンタのなかには、補助電源と組み合わせたスイッチング電源からなる電源を用いるものがある。スイッチング電源はレーザー・プリンタを動作させる主直流（ＤＣ）電圧を供給するのに用いられる。スイッチング電源はプリンタの３つの動作電圧すなわち＋５ボルト、＋１２ボルト、および＋２４ボルトを供給する。これらは標準的電圧であり、＋５ボルトは制御コンピュータに、＋１２ボルトはアナログ回路に、＋２４ボルトは冷却ファン、モータ、リレー、およびソレノイドの駆動に用いられる。補助電源は＋２２ボルトを供給し、スイッチング電源を切った後、排気ファンを駆動するのに用いられる。排気ファンは、プリンタがオフされた後に光伝導性プリント・ドラムからオゾンを除去するために短時間駆動される。プリント処理によって発生したオゾンは、光伝導体の表面に作用して光伝導性プリント・ドラムの寿命を短くする。電子時間遅延（ａｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｔｉｍｅ  ｄｅｌａｙ）が直流２４ボルトの消失を検出し、タイミングをとり始め、光伝導体からオゾンが充分に排気されるのを確実にするために補助電源を約３分間動作させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
主スイッチング電力と補助電力を供給するために２つの電源を使用する場合、コストは非常に大きくなる。交流＋１２０Ｖあるいは交流＋２４０Ｖを用いて直流＋２２Ｖを供給する補助電源は大型の変圧器を必要とする。
【０００４】
補助電源は常に交流ラインに接続され、その結果、プリンタがオフされているときも一定の電力が消費され、プリンタがオンされているときは消費電力がさらに大きくなる。このように消費電力が大きくなると、プリンタ電源内の動作温度が高くなり、その結果、別の２ワットの直流電源で動作する冷却ファンが必要になる。交流１２０Ｖを供給するときの補助電源の消費電力は約２ワットである。将来の規格では、より低いターン・オフ時の電力消費が要求されるであろう。
【０００５】
プリンタの動作電力を供給する電源と、プリンタがオフされたときのファンからの排気のための補助電力を供給する第２の電源の２つを用いる従来の方法には、大型で高価な電源アッセンブリーが必要である。一般用のレーザー・プリンタではスペースは貴重であり、二次電源を削除することによって、電源アッセンブリーのコストおよびこの二次電源を収容するスペースと、それに関連するコストが削減される。また、従来の技術では直流電源冷却ファンが必要である。
【０００６】
従って、本発明は、補助電源の削除、直流電源冷却ファンの削除、電子部品の数の低減、電源の収容に必要なスペースの削減、消費電力の低減および電源アッセンブリーのコストの低減を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ターンオフ後の時限残留電力を供給するための電源であって、
交流電力回路および直流電力回路に電圧を供給する交流電力切り換え装置と、交流電源スイッチからの交流電力の消失によって起動されるタイマー回路と、タイマー回路からの出力を有し、交流電力切り換え装置に接続された、光学的に絶縁されたフォトダイアックと、
電力スイッチからの入力と負荷切り換え回路へのオプトカプラー出力を有する負荷切り換えドライバ回路であって、交流電力スイッチからの交流電力の消失によってタイマー回路が交流回路と直流回路に電力を供給し続け、負荷切り換え回路を起動する負荷切り換えドライバ回路からなる電源が提供される。
【０００８】
第２の実施例では、電源は負荷切り換えドライバあるいは負荷切り換え回路を必要としない。
【０００９】
【実施例】
図１は従来の補助電源と直流電源冷却ファンの削除を可能にする、本発明による回路の改造を示す。
【００１０】
図１において、交流ライン切り換え機能は、光学的に絶縁されたフォトダイアック３１および３２によって制御される、トライアック３０を設けて成る交流電力切り換え装置２９によって実行される。タイマー回路３４内の発光ダイオード（ＬＥＤ）３１として、またトライアック３０に接続された１対の逆並列ダイオード３２として図示されたこのフォトダイアックは、実際には内部の光線３３によって光学的に結合された単一の構成要素である。トライアックは双方向に導通するようにトリガーすることのできる、あるいはトリガーされない場合、対称的な双方向電圧阻止能力を有するサイリスタである。この場合のトリガリングは、光学的に絶縁されたフォトダイアック３１および３２を介して３分から４分の時間遅延を提供することのできる、演算増幅器によるタイミング回路３４によって行なわれる。トライアック３０がオンされると、スイッチＳ１が時間遅延回路３４によって開かれている（オフである）とき、さらに３分間交流フロント・エンド２４に交流電力が接続される。時間遅延回路３４は第１の演算増幅器（コンパレータ）３６と第２の演算増幅器３８からなる。これらの演算増幅器３６および３８はオープン・コレクタ型である。
【００１１】
負荷スイッチ４０が５ボルト電源４１に負荷（１０Ωの抵抗Ｒ１５）を与え、その結果プリンタの他の部分がオフであり、直流２４Ｖの排気ファン１４だけが動作している時、直流５Ｖが適切に調整される。また、同時にこの５Ｖの負荷は１２Ｖ電源４２と２４Ｖ電源４４を適切な電圧に維持する。
【００１２】
この負荷スイッチは負荷切り換えドライバ回路４８からの光４６によって起動される。ドライバ回路４８は、発光ダイオードとして表わされるオプトカプラーＱ４の半分を有し、内部の光線４６によって負荷スイッチ４０のトランジスタ素子Ｑ４に結合されている。オプトカプラーＱ４はＱ３とＱ１をオフし、これによってＱ２を負荷Ｒ１５にオンする。試作された構成要素の特性を表１に示す。
【００１３】
【表１】
0003628784.tif 000002
【００１４】
図１を参照して動作を説明する。電源がオフである状態をまず考える。Ｓ１が閉じると（オン）、Ｄ３が導通してアナログ回路の電源フィルターであるＣ２を充電する。Ｄ２が導通してオプトカプラーＱ４の電源であるＣ１を充電する。Ｃ２が約５ボルトまで充電されると、コンパレータ（３６、３８）が機能し始め、光学的に絶縁されたフォトダイアック３２がオンされ、それによってトライアック３０がオンされ、交流電力がスイッチング電源のフロントエンド２４に与えられる。
【００１５】
Ｓ１が閉じているとき、ＬＥＤ（Ｑ４）は連続的に発光して、負荷スイッチ４０をオフ状態に保つ。オフ状態では、この負荷スイッチは５ボルトの電圧をＱ３を介してプリンタのデジタル回路に供給する。さらに、電力検出コンパレータ３６が、Ｑ４のアノード電圧をＲ６とＲ１１によって形成される基準電圧と比較する。Ｓ１が閉じている状態では、コンパレータ３６の負の端子の電圧は正の端子の電圧より大きく、コンパレータ３６のオープン・コレクタの出力がタイミング回路Ｒ７およびＣ３を放電状態に維持する。タイミングコンパレータ３８は、Ｃ３に接続された正の端子の電圧を、負の端子のＲ８とＲ１２によって形成される基準電圧と比較する。負の端子の電圧が正の端子の電圧より高い間、ＬＥＤ３１は導通状態であり、光３３を放出してフォトダイアック３２をオンする。これによって、トライアック３０はオン状態に保たれ、スイッチング電源のフロントエンド２４に交流電流が供給される。
【００１６】
Ｓ１が開く（オフになる）と、Ｄ３は非導通状態になり、Ｄ１が導通状態になってＣ２に電流を供給し、またＤ２が非導通状態になってＣ１を放電させ、ＬＥＤ（Ｑ４）をオフする。ＬＥＤ（Ｑ４）がオフになると、トランジスタＱ４がオフになり、Ｑ３がオフになり、＋５Ｖの直流電流はデジタル回路に流れなくなる。Ｑ３がオフになると、Ｑ１がオフになってＱ２がオンになる。Ｑ２は、スイッチング電源がすべての電圧を適正なレベルに維持するように、スイッチング電源に最小負荷を与える。この電源では、最小負荷が存在しない場合、＋２４Ｖの出力は約１７Ｖに下がり、排気ファンは適切な速度で動作しなくなる。この状態では、タイミング回路３４によって、プリンタにおいて給電される部品は排気ファン１４だけとなる。
【００１７】
Ｑ４がオフになった後、電力検出コンパレータ３６は、タイミング回路３４のＣ３をＲ７によって充電させ、これによって、タイミング回路３４による３．５分の電力供給時間の延長が開始される。３．５分後、タイミングコンパレータ３８の正端子の電圧は負端子の電圧より高くなるが、このときコンパレータはオプトカプラー３１および３２をオフし、これによってトライアック３０がオフになり、スイッチング電源のフロントエンド２４への交流電流の供給が停止する。部品表に示す部品はタイミングコンパレータ３８によってプリンタの排気ファン１４が約３．５分間オン状態に保たれるように選択される。さらに、Ｄ１は非導通状態になり、Ｃ２が放電し、コンパレータがオフになる。これでプリンタは完全にオフになり、基本的に電力が供給されなくなる。すなわち、電源と無関係な、回路内の０．０６ワット以下の電力だけが残る。
【００１８】
異なる種類のスイッチング電源では負荷スイッチ４０が不要な場合があることに注意しなければならない。負荷スイッチの使用は、図２に示す２４Ｖ、１２Ｖ、および５Ｖの電圧調整器４４、４２、および４１の出力を安定させるのに必要な最小負荷によってのみ決まる。この場合、負荷スイッチ４０（図１）は使用されず、＋５Ｖのデジタル回路電源をオフするにはＱ４、Ｒ１３、Ｒ１４、およびＱ３だけが必要とされる。
【００１９】
以上、本発明の実施例を説明したが、ここに説明した原理は特許請求の範囲内で様々な態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲において明らかな他の方法を除いて、限定されるべきではない。
【００２０】
【実施態様】
なお、本発明の実施態様の例を以下に示す。
【００２１】
〔実施態様１〕
ターンオフ後の時限残留電力を供給するための電源であって、
（ａ）交流電力回路および直流電力回路に電圧を供給する交流電力切り換え装置（２９）と、
（ｂ）交流電源スイッチ（Ｓ１）からの交流電力の消失によって起動されるタイマー回路（３４）と、
（ｃ）前記タイマー回路（３４）からの出力を有し、前記交流電力切り換え装置（２９）に接続された、光学的に絶縁されたフォトダイアック（３１、３２）とを含み、
前記交流電力切り換え装置（２９）において、前記交流電源スイッチ（Ｓ１）からの前記交流電力の消失によって、前記タイマー回路が前記交流電力回路と前記直流電力回路に電力を供給すること
を特徴とする電源。
【００２２】
〔実施態様２〕
前記交流電力切り換え装置（２９）は前記フォトダイアック（３１、３２）によって起動されるトライアック（３０）をさらに含むことを特徴とする、実施態様１に記載の電源。
【００２３】
〔実施態様３〕
前記トライアックは前記交流電力スイッチ（Ｓ１）からの電力の消失後に３分から４分の間、交流および直流電圧を維持することを特徴とする、実施態様２に記載の電源。
【００２４】
〔実施態様４〕
前記直流電圧が少なくとも１つの排気ファン（１４）に電力を供給することを特徴とする、実施態様３に記載の電源。
【００２５】
〔実施態様５〕
ターンオフ後の時限残留電力を供給するための電源であって、
（ａ）交流電力回路および直流電力回路に電圧を供給する交流電力切り換え装置（２９）と、
（ｂ）交流電源スイッチ（Ｓ１）からの交流電力の消失によって起動されるタイマー回路（３４）と、
（ｃ）前記タイマー回路（３４）からの出力（３３）を有し、前記交流電力切り換え装置（２９）に接続された、光学的に絶縁されたフォトダイアック（３１、３２）と、
（ｄ）電力スイッチ（Ｓ１）からの入力と負荷切り換え回路（４０）へのオプトカプラー（Ｑ４）出力（４６）を有する負荷切り換えドライバ回路（４８）と
を含み、
前記負荷切り換えドライバ回路（４８）において、前記交流電源スイッチ（Ｓ１）からの前記交流電力の消失によって前記タイマー回路（３４）が前記交流電力回路と前記直流電力回路への電力の供給を継続し、前記負荷切り換え回路（４０）を起動すること
を特徴とする電源。
【００２６】
〔実施態様６〕
前記電力切り換え装置（２９）は複数の直流電圧電源とファン（２２）に電力を供給し、さらに、光学的に絶縁されたフォトダイアック（３１、３２）によって制御されるトライアックを含むことを特徴とする、実施態様５に記載の電源。
【００２７】
〔実施態様７〕
前記直流電力回路（４４）は１つ又は複数のファンと直流制御装置を動作させることを特徴とする、実施態様６に記載の電源。
【００２８】
〔実施態様８〕
前記トライアック（３０）と前記タイマー回路（３４）は前記交流電力スイッチ（Ｓ１）からの電力の消失後に３分から４分の間、交流および直流電圧を供給することを特徴とする、実施態様８に記載の電源。
【００２９】
〔実施態様９〕
ターンオフ後の時限残留電力を供給するための電源であって、
（ａ）交流電力回路および直流電力回路に電圧を供給するトライアック（３０）と、
（ｂ）交流電源スイッチ（Ｓ１）からの交流電力の消失によって起動されるタイマー回路（３４）と、
（ｃ）前記タイマー回路（３４）から前記トライアック（３０）への出力（３３）を有する、光学的に絶縁されたフォトダイアック（３１、３２）と、
（ｄ）電力スイッチ（Ｓ１）からの入力と、負荷切り換え回路（４０）へのオプトカプラー出力（４６）を有する、負荷切り換えドライバ回路（４８）と
を含み、
前記負荷切り換えドライバ回路（４８）において、前記交流電源スイッチ（Ｓ１）からの前記交流電力の消失によって前記タイマー回路（３４）が交流電力回路と直流電力回路への電力の供給を継続し、前記負荷切り換え回路（４０）を起動すること
を特徴とする電源。
【００３０】
〔実施態様１０〕
前記交流電力スイッチ（Ｓ１）からの前記電力の消失の後に、前記交流電力回路および前記直流電力回路への電力の供給が３分から４分の間継続されることを特徴とする、実施態様９に記載の電源。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、レーザ・プリンタにおける排気ファンを、補助電源を設けることなくターン・オフ後に一定時間動作させることができるようにすることによって、直流電源冷却ファンの削除、電子部品の数の低減、電源の収容スペースの削減、消費電力の低減、及び電源アッセンブリーのコスト低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の改良されたプリンタ電源とタイマーの概略回路図である。
【図２】直流＋５Ｖ回路を有しない改良されたプリンタ電源とタイマーの概略回路図である。
【符号の説明】
１４：排気ファン
２４：交流フロントエンド
２９：交流電力切り換え装置
３０：トライアック
３１、３２：フォトダイアック
３３：光線
３４：タイマー回路
３６：第１の演算増幅器（コンパレータ）
３８：第２の演算増幅器
４０：負荷スイッチ
４１：５ボルト電源
４２：１２Ｖ電源
４４：２４Ｖ電源
４６：負荷切り換えドライバ回路４８からの光
４８：負荷切り換えドライバ回路
Ｃ１〜Ｃ４：コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ６：ダイオード
Ｑ１〜Ｑ４：オプトカプラー
Ｒ１〜Ｒ１７：抵抗器
Ｓ１：スイッチ
【図１】
0003628784.tif 000003
【図２】
0003628784.tif 000004