(57)【要約】【課題】負荷の接続または切断時の電圧変動を抑えるとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うこと。【解決手段】電源３８と、消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数のロードスイッチ３４と、複数のロードスイッチ３４の接続状態を制御するＣＰＵ３８と、複数のロードスイッチ３４の接続状態が異なる複数の動作状態を有する画像形成装置１００において、ＣＰＵ３８は、負荷Ａ  ５２〜負荷Ｄ  ３１と接続されていない省電力モードから負荷Ａ  ５２，負荷Ｂ  ５１，負荷Ｃ  ５３と接続されているスタンバイモードに切り換える場合に、負荷Ａ  ５２，負荷Ｂ  ５１，負荷Ｃ  ５３とダミーの負荷Ｄ  ３１を接続した後、ダミーの負荷Ｄ  ３１を切断する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段と、前記複数の切換手段の接続状態が異なる複数の動作状態を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷と接続されていない第１の動作状態から前記複数の負荷のうちの所定の負荷と接続されている第２の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷も含めて接続した後、前記異なる負荷を切断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段と、前記複数の切換手段の接続状態が異なる複数の動作状態を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷のうち所定の負荷が接続されている第２の動作状態から前記複数の負荷が接続されていない第１の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷を接続した後、前記所定の負荷及び前記異なる負荷を所定の順に切断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記所定の負荷について、負荷電流が大きい負荷から先に切断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷と接続されていない前記第１の動作状態から前記複数の負荷のうち所定の負荷と接続されている前記第２の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうちの前記所定の負荷と異なる負荷を接続した後、前記所定の負荷を接続し前記異なる負荷を切断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数の負荷のうちの前記所定の負荷と異なる負荷を接続する場合に、前記異なる負荷に流れる負荷電流を零から所定量ずつ増やし前記異なる負荷に対応した負荷電流の値に達するように制御することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の負荷のうちの前記所定の負荷と異なる負荷が、印刷待機状態でも前記電力供給手段に接続されない負荷であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
印刷待機状態でも前記電力供給手段に接続されない前記負荷が、トナー残量検知手段または画像検出手段であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電力供給手段が、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段を有し、
前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷と接続されていない第１の動作状態から前記複数の負荷のうちの所定の負荷と接続されている第２の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷も含めて接続した後、前記異なる負荷を切断することを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段を有し、
前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷のうち所定の負荷が接続されている第２の動作状態から前記複数の負荷が接続されていない第１の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷を接続した後、前記所定の負荷及び前記異なる負荷を所定の順に切断することを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
前記所定の負荷について、負荷電流が大きい負荷から先に切断することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷と接続されていない前記第１の動作状態から前記複数の負荷のうち所定の負荷と接続されている前記第２の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうちの前記所定の負荷と異なる負荷を接続した後、前記所定の負荷を接続し前記異なる負荷を切断することを特徴とする請求項９記載の電源装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記複数の負荷のうちの前記所定の負荷と異なる負荷を接続する場合に、前記異なる負荷に流れる負荷電流を零から所定量ずつ増やし前記異なる負荷に対応した負荷電流の値に達するように制御することを特徴とする請求項１２記載の電源装置。
【請求項１４】
前記電力供給手段が、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータのいずれかであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ、ファクス等の画像形成装置及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の動作モードとしては、プリント動作を行っている印刷モード、プリントの要求を待機している待機状態であるスタンバイモード、消費電力が大きい主要ユニットへの電力供給をオフにするスリープモードがある。このスリープモードでは、ロードスイッチなどをオフにすることで各主要ユニットへの電力供給が停止される。また、従来の画像形成装置では、スリープモードへ移行する際、必要なロードスイッチを一律にオンあるいはオフする。
【０００３】
近年では、さらに消費電力を削減するための省電力モードを有する画像形成装置が提案されている。この省電力モードでは、ロードスイッチにより主要ユニット以外のユニットに対しても電力供給を選択的にオフして一層の省電力を行う。また、省電力モード時にＣＰＵを駆動させ、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）からのプリント要求に応じて、ＣＰＵが各ユニットへの電力供給を開始して、プリンタを印刷モードへ移行させる画像形成装置もある。省電力モードや電源オフモード時にＣＰＵが駆動している画像形成装置において、異なるモードへ移行する際、電力供給を開始したときに一時的に流れる突入電流の影響によって瞬時の電圧降下（以下、瞬時電圧降下という）が発生する場合がある。この場合、ＣＰＵのリセット機能が働き、ＣＰＵがリセットしてしまうという課題がある。例えば特許文献１では、各ユニットへの電力供給の際の突入電流を減らすため、各ユニットへの電力供給を開始するタイミングをずらす構成が提案されている。
【０００４】
ここで、画像形成装置に用いられる、回路素子の構成が簡易で安価な降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の構成の一例を図１７（ａ）に示す。降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＦＥＴ２０とチョークコイル２１、ダイオード２２、平滑コンデンサ２３、エラーアンプ２４、位相補償回路２５で構成されている。この降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は以下の動作を行うことによって、供給電圧Ｖａから電源電圧Ｖｂを生成する。位相補償回路２５は、エラーアンプ２４からの誤差信号に応じた所定の周波数でＦＥＴ２０のオン時間を制御する。ＦＥＴ２０の出力はチョークコイル２１と平滑コンデンサ２３によって平滑されて電源電圧Ｖｂが生成される。エラーアンプ２４は、電源電圧Ｖｂと基準電圧Ｖｒｅｆ（図示しない）とを比較し、電源電圧Ｖｂの変化量に応じた誤差信号を生成する。エラーアンプ２４及び位相補償回路２５は、電源電圧Ｖｂが下がれば、ＦＥＴ２０のオン時間を長く制御し、電源電圧Ｖｂが上がればＦＥＴ２０のオン時間を短く制御することによって、電源電圧Ｖｂが一定になるよう制御する。
【０００５】
図１７（ｂ）は、チョークコイル２１に流れる電流がＦＥＴ２０のオン時間によってどのように変化するかを示す。図１７（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸はチョークコイル２１に流れる電流を示す。ＦＥＴ２０のオン時間が長くなるに従って、チョークコイル２１に流れる電流は、図に示した電流不連続モード（実線）、臨界点（破線）、電流連続モード（二点鎖線）と変化する。電流不連続モードはチョークコイル２１に電流が流れない状態が存在するモードであり、臨界点は電流が流れない状態がなくなる点であり、電流連続モードはチョークコイル２１に常に電流が流れる状態のモードである。電源電圧Ｖｂに負荷がほとんど接続されていない軽負荷状態においては、ＦＥＴ２０のオン時間は短く制御され、チョークコイル２１に流れる電流は断続的に流れて図に示す電流不連続モードとなる。一方、電源電圧Ｖｂの負荷電流が大きくなると、ＦＥＴ２０のオン時間が長くなるよう制御される。そして、図１７（ｂ）に示す臨界点を超えると、チョークコイル２１に流れる電流は連続的に流れ、図に示す電流連続モードとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０７５５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を搭載したプリンタにおいて、特許文献１のように電力供給のタイミングのみをずらす構成とした場合、電流不連続モードで負荷電流が大きいユニットへ電力供給をした際、瞬時電圧降下が発生する可能性がある。そのため、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の電源電圧Ｖｂにより常にＣＰＵが駆動している構成では、各ユニットへ電力供給を行った際に発生するこの瞬時電圧降下により、ＣＰＵの電源リセットが働くような低電圧を避けなければならない。
【０００８】
この瞬時電圧降下を抑制する降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の構成にするためには、チョークコイル２１のＬ値を大きくすることや、エラーアンプ２４や位相補償回路２５のフィードバックの応答性を速くすることが考えられる。しかし、チョークコイル２１のＬ値を大きくするとコストアップとなってしまう。また、位相補償回路２５とエラーアンプ２４とのフィードバックの応答性を速くすると、電源電圧Ｖｂが発振する可能性もある。また、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０からの電力供給を切断した際にオーバーシュートが発生し、ＣＰＵなどのデバイスに定格電源電圧よりも大きな電圧が印加される可能性がある。
【０００９】
本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、負荷の接続または切断時の電圧変動を低減するとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するため、以下の構成を有する。
【００１１】
（１）電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段と、前記複数の切換手段の接続状態が異なる複数の動作状態を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷と接続されていない第１の動作状態から前記複数の負荷のうちの所定の負荷と接続されている第２の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷も含めて接続した後、前記異なる負荷を切断することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段と、前記複数の切換手段の接続状態が異なる複数の動作状態を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷のうち所定の負荷が接続されている第２の動作状態から前記複数の負荷が接続されていない第１の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷を接続した後、前記所定の負荷及び前記異なる負荷を所定の順に切断することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（３）電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段を有し、前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷と接続されていない第１の動作状態から前記複数の負荷のうちの所定の負荷と接続されている第２の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷も含めて接続した後、前記異なる負荷を切断することを特徴とする電源装置。
【００１４】
（４）電力供給手段と、前記電力供給手段と消費電流の異なる複数の負荷を接続または切断するための複数の切換手段と、前記複数の切換手段の接続状態を制御するための制御手段を有し、前記制御手段は、前記切換手段を制御することにより前記複数の負荷のうち所定の負荷が接続されている第２の動作状態から前記複数の負荷が接続されていない第１の動作状態に切り換える場合に、前記複数の負荷のうち前記所定の負荷と異なる負荷を接続した後、前記所定の負荷及び前記異なる負荷を所定の順に切断することを特徴とする電源装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、負荷の接続または切断時の電圧変動を低減するとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の画像形成装置の全体構成図
【図２】実施例１の画像形成装置の電気的構成及び各モードでの各負荷への電力供給状態を示す図
【図３】実施例１の電源電圧の負荷電流とＦＥＴのオンデューティとの関係を示す図、及び負荷電流の変動に対する瞬時電圧降下を示す図
【図４】実施例１及び従来例の各負荷への電力供給タイミングと負荷電流の関係を示す図、及び電力供給タイミングと電源電圧の関係を示す図
【図５】実施例１の各負荷への電力供給タイミングと負荷電流の関係を示す図、及び電力供給タイミングと電源電圧の関係を示す図
【図６】実施例１の負荷を接続するシーケンスのフローチャート
【図７】実施例２の負荷電流とＦＥＴのオンデューティとの関係を示す図、及び負荷電流の変動に対する瞬時電圧降下を示す図
【図８】実施例２及び従来例の各負荷への電力供給タイミングと負荷電流の関係を示す図、及び電力供給タイミングと電源電圧の関係を示す図
【図９】実施例２の各負荷への電力供給タイミングと負荷電流の関係を示す図、及び電力供給タイミングと電源電圧の関係を示す図
【図１０】実施例２の負荷を切断するシーケンスのフローチャート
【図１１】実施例３の画像形成装置の全体構成及び電気的構成を示す図
【図１２】実施例３の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを説明する図
【図１３】実施例３の電源電圧の負荷電流とＦＥＴのオンデューティとの関係を示す図、負荷電流の変動に対する瞬時電圧降下の関係を示す図、及び各モードでの各負荷への電力供給状態を示す図
【図１４】実施例３の各負荷への電力供給タイミングと負荷電流の関係を示す図、各負荷への電力供給タイミングと電源電圧の関係を示す図
【図１５】実施例３の電力供給シーケンスのフローチャート
【図１６】実施例４のＡＣ／ＤＣコンバータを説明する図
【図１７】従来例の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態を、実施例により以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
実施例１について説明する。実施例１は、画像形成装置の代表例としてカラーレーザプリンタを用いて説明を行う。しかし、本発明は電子写真技術を応用したファクシミリ、複写機等にも同様に適用できる。
【００１９】
［画像形成装置の構成］
図１は本実施例に係る画像形成装置の全体構成図である。図１に示す画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した４個の像担持体である感光ドラム１ａ〜１ｄを有している。なお、以降では各符号の英文字は、ａはイエロー、ｂはマゼンタ、ｃはシアン、ｄはブラックを意味するものとし、また省略する場合がある。それぞれの感光ドラム１の周囲には回転方向（反時計回り方向）に従って順に、感光ドラム１の表面を一様に帯電する帯電ローラ２、画像データに基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光部３が設置されている。また、静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像部４、感光ドラム１上のトナー像をシートに転写させる転写部材５、転写後の感光ドラム１の表面に残留した転写後トナーを除去するクリーニング部６等が配設されている。ここで、感光ドラム１と帯電部２、現像部４、クリーニング部６は一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７を形成している。給送部８から給送されたシートは、搬送ベルトで構成された搬送部９によって画像形成部へ搬送され、各色のトナー像が順次転写されて多色画像が形成された後、定着部１０で加熱定着されて排出部１３に排出、積載される。
【００２０】
制御基板３０は画像形成装置本体（以下、本体という）の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板である。制御基板３０は、シートを搬送するための駆動源（不図示）やプロセスカートリッジ７の駆動源（不図示）、転写部材５の駆動源（不図示）の制御、各種センサの制御、画像形成に関する制御など、本体の動作を一括して制御する。また、トナー残量検知センサ３１は、印刷動作中に各カートリッジ内のトナー残量を検知するためのセンサである。
【００２１】
［画像形成装置の電気的構成］
次に制御基板３０を含む画像形成装置１００の電気的構成について説明する。図２（ａ）は、制御基板３０を含む画像形成装置１００の電気的なブロック構成図である。電源３８は、従来の図１７に示した降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を有し、供給電圧Ｖａから電源電圧Ｖｂを生成し、制御基板３０へ電源電圧Ｖｂを供給している。コントローラ５２（以下、負荷Ａと呼ぶ）は、ＰＣ等の外部機器（図示しない）からのプリントコマンドを受信すると、制御基板３０へ画像データを送信する。ＣＰＵ周辺回路５１（以下、負荷Ｂと呼ぶ）は、制御基板３０のＣＰＵ周辺回路であり、各ユニットの駆動回路などが搭載されている。紙有無センサ５３（以下、負荷Ｃと呼ぶ）は、給紙カセット（図示しない）内の紙の有無を検知するセンサである。制御基板３０は、負荷Ｂ  ５１、負荷Ａ  ５２及び負荷Ｃ  ５３、画像形成装置１００のその他の図示しない電気ユニットへ電力供給や信号の送受信を行っている。制御基板３０は、ＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３の電源電圧を監視して正常電圧になるまでリセット信号（／ＲＥＳＥＴと図示）を出し続け、ＣＰＵ３３のリセットを制御するためのリセットＩＣ３２と、ロードスイッチ３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する。ロードスイッチ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、それぞれ負荷Ａ  ５２，負荷Ｂ  ５１，及び負荷Ｃ  ５３への電力供給の接続または切断の切換を行うためのスイッチである。なお、電源３８と制御基板３０とを合わせた１つの電源装置として構成してもよい。
【００２２】
トナー残量検知センサ３１（３１ａ〜３１ｄ）は、それぞれ発光素子であるＬＥＤ３５と受光素子（図示しない）、トランジスタ３６、電流制限抵抗３７で構成される。以下では、トナー残量検知センサを負荷Ｄと呼ぶ。ＬＥＤ３５は、電源電圧Ｖｂに接続されており、ＣＰＵ３３がトランジスタ３６をオン／オフすることによって、ＬＥＤ３５の点灯／消灯を制御する。負荷Ｄ  ３１は、現像部４ａ〜４ｄ内のトナー攪拌部（図示しない）によって攪拌されたトナー残量を検知する。トナー残量検知のため、攪拌部が動作する印刷動作中にＬＥＤ３５は点灯する。各負荷の負荷電流は、負荷Ａ  ５２は２Ａ（アンペア）、負荷Ｂ  ５１は３５０ｍＡ（ミリアンペア）、負荷Ｃ  ５３は５０ｍＡ、負荷Ｄ  ３１は４色のトナー分の合計で２００ｍＡである。
【００２３】
［画像形成装置のプリンタモード］
次に、画像形成装置１００の本実施例のプリンタモードについて説明する。なお、ここでプリンタモードとは、画像形成装置の省電力モード（第１の動作状態）、スタンバイモード（第２の動作状態）、印刷動作、キャリブレーションを実行するモード等の複数の動作状態の総称をいうものとする。図２（ｂ）は、画像形成装置１００の各プリンタモードにおける各負荷への電力供給状態を示す図である。なお、図２（ｂ）において、各負荷のオン状態をＯＮと、オフ状態をＯＦＦと表示する。省電力モードとは、画像形成装置１００の各負荷への電力供給をすべてオフし、消費電流を小さく抑えたモードである。スタンバイモードとは、印刷待機状態であり、印刷要求があればすぐに印刷動作可能なモードであり、負荷Ｄへの電力供給のみがオフ状態になっている。また、印刷動作時には各負荷への電力供給はすべてオン状態になっている。ここで、電源電圧Ｖｂは制御基板３０には常に供給されており、ＣＰＵ３３はすべてのモードで駆動している。負荷Ａ  ５２、負荷Ｂ  ５１、負荷Ｃ  ５３は、省電力モード時のみ電力供給が遮断される。負荷Ｄ  ３１は、トナー残量検知のため印刷動作時にのみＬＥＤ３５が点灯されオン状態になる。
【００２４】
［増加する負荷電流とＦＥＴのオンデューティの関係］
図３（ａ）は、本実施例の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０における電源電圧Ｖｂの増加する負荷電流とＦＥＴ２０のオンデューティとの関係を示す。図３（ａ）において、横軸は負荷電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＦＥＴ２０のオンデューティ［％］を示す。図３（ａ）において、電流不連続モードはチョークコイル２１に電流が流れない状態が存在するモードであり、臨界点は電流が流れない状態がなくなる点であり、電流連続モードはチョークコイル２１に常に電流が流れる状態のモードである。なお、臨界点の負荷電流は、例えば本実施例では５５０ｍＡとし、この場合のＦＥＴ２０のオンデューティは６０％とする。図３（ａ）に示すとおり、負荷電流が臨界点５５０ｍＡよりも小さい場合は電流不連続モード（電流不連続状態）、臨界点５５０ｍＡよりも大きい場合は電流連続モード（電流連続状態）となる。図３（ａ）の（１）は、電源電圧Ｖｂの負荷電流を１００ｍＡから２００ｍＡまで増加させた場合のＦＥＴ２０のオンデューティの変動を示す。（１）の場合、オンデューティは１８％から３０％まで変動する。同様に図３（ａ）の（２）は電源電圧Ｖｂの負荷電流を４００ｍＡから５００ｍＡまで、（３）は１００ｍＡから５００ｍＡまで、（４）は６００ｍＡから１０００ｍＡまで増加させた場合のＦＥＴ２０のオンデューティの変動を示す。そして、（２）の場合はオンデューティは４９％から５２％まで、（３）の場合は１８％から５２％まで、（４）の場合は６０％から６１％まで変動する。
【００２５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の（１）〜（４）の負荷電流の変動に対する瞬時電圧降下の量を示す。例えば、（１）の場合、負荷電流は初期状態では１００ｍＡで、変動後は２００ｍＡとなり変動量Δは１００ｍＡであって、ＦＥＴ２０のオンデューティは初期状態では１８％で、変動後は３０％となり変動量Δは１２％である。この場合、瞬時電圧降下は０．４Ｖである。図３（ｂ）において、図３（ａ）の（１）〜（４）のそれぞれにつき、負荷電流［ｍＡ］、ＦＥＴ２０のオンデューティ［％］、及び瞬時電圧降下［Ｖ］を示している。同じ負荷電流の変動量Δ（１００ｍＡ）である（１）と（２）で比較すると、臨界点５５０ｍＡに近い（２）のほうが負荷電流の変動量Δによる瞬時電圧降下量は０．２Ｖと小さい。また、（３）のように負荷電流の変動量Δが４００ｍＡと大きい場合、瞬時電圧降下量は０．７Ｖとより大きくなる。一方、（４）のように臨界点５５０ｍＡを超えた負荷電流が流れた状態で負荷変動が発生しても、瞬時電圧降下は０．０５Ｖとほとんど発生しない。このように電流連続モードでは、電源電圧Ｖｂの負荷電流の変動量Δに対するＦＥＴ２０のオンデューティの変動量Δが小さいため、瞬時電圧降下量が小さい。一方、電流不連続モードでは、電源電圧Ｖｂの負荷電流の変動量Δに対するＦＥＴ２０のオンデューティの変動量Δが大きいため、瞬時電圧降下量が大きくなる。また、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０のエラーアンプ２４と位相補償回路２５のフィードバック応答性が遅い場合には、瞬時電圧降下量はさらに大きくなる傾向にある。
【００２６】
［電源と各負荷との従来の接続タイミング］
図４（ａ）は、電源３８が有する降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と各負荷とを接続する従来のタイミングを本実施例との比較のために示す。横軸は時間を示し、縦軸は負荷電流［ｍＡ］を示す。同図に示すように、ｔ１で負荷Ｃ  ５３を、ｔ２で負荷Ｂ  ５１を、ｔ３で負荷Ａ  ５２を接続している。なお、臨界点は図３と同様に５５０ｍＡである。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングにおける電源電圧Ｖｂの瞬時電圧降下を示す。横軸は時間を示し、縦軸は電源電圧Ｖｂ［Ｖ］を示す。図４（ａ）で接続する負荷の負荷電流量は、図２（ａ）で説明したとおり負荷Ａ  ５２、負荷Ｂ  ５１、負荷Ｃ  ５３の順に大きい。図に示すとおり、負荷Ｃ  ５３、負荷Ｂ  ５１、負荷Ａ  ５２の順に接続のタイミングをずらしている。負荷Ｃ  ５３の接続は、負荷電流量が小さいため、電流不連続モードでもｔ１において瞬時電圧降下量は小さい。しかし、電流不連続モードで且つ負荷電流が低い状態で負荷電流量が大きい負荷Ｂ  ５１を接続することにより、ｔ２において大きな瞬時電圧降下が発生する。また、電流不連続モードで負荷Ｂ  ５１よりも負荷電流量が大きい負荷Ａ  ５２を接続することでも、ｔ３において大きい瞬時電圧降下が発生する。この場合、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電源電圧Ｖｂによって常にＣＰＵ３３が駆動している構成では次の課題がある。すなわち、負荷Ｂ  ５１と負荷Ｃ  ５３へ電力供給を行った際に発生するこの瞬時電圧降下によって、電源電圧Ｖｂがリセット電圧より低下して、リセットＩＣ３２によるＣＰＵ３３の電源のリセットが働く可能性がある。一方、このような簡易な構成の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、負荷電流が大きい負荷を切断した際の負荷電流の変動によってオーバーシュートが発生する可能性もある。なお、オーバーシュートについては、後に実施例２において詳しく説明する。
【００２７】
［プリンタモード移行時における電源と各負荷との接続タイミング］
次にプリンタモード移行時における本実施例の電源３８と各負荷との接続タイミングについて説明する。図５（ａ）は、省電力モードからスタンバイモードへ移行する場合における電源３８と各負荷との接続タイミングと負荷電流の関係を示す。図５（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は負荷電流［ｍＡ］を示す。同図において、ｔ１で負荷Ｃ  ５３を、ｔ２で負荷Ｄ  ３１を、ｔ３で負荷Ｂ  ５１を、ｔ４で負荷Ａ  ５２を接続し、ｔ５のタイミングで負荷Ｄ  ３１への電力供給をオフしている。なお、臨界点は図４等と同じく５５０ｍＡである。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５における電源電圧Ｖｂを示す。図５（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は電源電圧Ｖｂ［Ｖ］を示す。省電力モードでは、図２（ｂ）で説明したように、各負荷への電力供給をオフしている状態であるため、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の負荷電流状態が電流不連続モードとなっている。また、本実施例では、負荷Ｂ  ５１と負荷Ｃ  ５３を接続しても、臨界点５５０ｍＡを超えず、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の負荷電流状態は電流不連続モードであるものとする。
【００２８】
本実施例では、負荷Ａ  ５２のような大きい負荷電流が流れる際の瞬時電圧降下を抑制するため、省電力モード及びスタンバイモードのいずれでもオフとなる負荷Ｄ  ３１をダミー負荷として一旦接続する。そして、電流連続モードに移行した状態で負荷電流の大きい負荷Ａ  ５２を接続することを特徴とする。以降、負荷Ｄ  ３１をダミーの負荷Ｄ  ３１という。なお、電流不連続モードにおいて、負荷Ｃ  ５３を接続してもＣＰＵリセットがかかるような瞬時電圧降下は発生しない。また、負荷電流が１００ｍＡ以上の状態で負荷Ｂ  ５１を接続してもＣＰＵリセットがかかるような瞬時電圧降下は発生しない。しかし、図４（ｂ）で説明したように、負荷電流が１００ｍＡ未満の状態で負荷Ｂ  ５１を接続すると、ＣＰＵリセットが働く瞬時電圧降下が発生するものとする。また、各負荷の負荷電流量は、図２（ａ）で説明した値である。
【００２９】
図５（ａ）に示すとおり、ＣＰＵ３３は、負荷Ｃ  ５３を接続した後にｔ２でダミーの負荷Ｄ  ３１であるトナー残量検知センサ３１のＬＥＤ３５を一旦点灯させる。ＬＥＤ３５を点灯させることによって、負荷電流は１００ｍＡ以上の２５０ｍＡ（＝５０ｍＡ＋２００ｍＡ）となるため、負荷Ｂ  ５１が接続可能となる。また、負荷Ｂ  ５１と負荷Ｃ  ５３に加えてダミーの負荷Ｄ  ３１によって負荷電流が流れることにより、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の負荷電流状態は、臨界点５５０ｍＡを超えて電流連続モードへ推移させることができる。電流連続モードでは、図５（ｂ）に示すとおり、ｔ４のタイミングで負荷電流の大きい負荷Ａ  ５２を接続しても、図３（ａ）で説明したようにＦＥＴ２０のオンデューティがほとんど変動しないため、ＣＰＵリセットが働くような瞬時電圧降下は発生しない。負荷Ａ  ５２を接続後、ダミーの負荷Ｄ  ３１の接続をｔ５で切断することによって、省電力モードからスタンバイモードへ移行が完了する。
【００３０】
このように、省電力モードからスタンバイモードへ移行する場合に、ダミーの負荷Ｄ  ３１を一旦接続してから、負荷電流の大きい負荷を接続することによって、コストアップせずにＣＰＵ３３のリセットが働くような瞬時電圧降下を抑制することができる。なお、本実施例では、電流不連続モードでの瞬時電圧降下を小さくするため、負荷電流の小さい順に負荷を接続している。
【００３１】
［負荷を接続するシーケンスのフローチャート］
図６は、本実施例における省電力モードからスタンバイモードへ移行する場合における負荷を接続するシーケンスのフローチャートである。ＣＰＵ３３は、ステップ（以下、Ｓとする）１１で省電力モードからスタンバイモードへのモード移行信号（図示しない）を受信すると、Ｓ１２でロードスイッチ３４ｃをオンして負荷Ｃ  ５３を接続する。次に、ＣＰＵ３３は、Ｓ１３でダミーの負荷Ｄ  ３１を接続する、すなわちトナー残量検知センサ３１のＬＥＤ３５を点灯させる。そして、ＣＰＵ３３は、Ｓ１４でロードスイッチ３４ｂをオンして負荷Ｂ  ５１を接続し、Ｓ１５でロードスイッチ３４ａをオンして負荷Ａ  ５２を接続する。負荷Ａ  ５２を接続後、ＣＰＵ３３は、Ｓ１６でダミーの負荷Ｄ  ３１を切断する、すなわちＬＥＤ３５を消灯させ、スタンバイモードへの移行を終了する。
【００３２】
なお、本実施例では、省電力モードからスタンバイモードへの移行に関して説明したが、それに限るものではなく、負荷の接続状態が変わるプリンタモードを変更する場合において適用される。また、プリンタモード移行前と移行後でいずれもオフとなる所定の負荷をトナー残量検知センサとして説明したが、それに限るものではなく、負荷電流が流れる負荷であればよい。以上、説明したとおり、本実施例ではプリンタモード移行時にダミー負荷を一旦接続してから、所定の負荷接続を行うことによって、簡易な電源構成で且つ追加部品なしで負荷接続時における瞬時電圧降下を抑制することができる。
【００３３】
以上、本実施例によれば、負荷の接続時の電圧変動を抑えるとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うことができる。
【実施例２】
【００３４】
実施例１では、電流不連続モードにおいて負荷電流が大きい負荷を接続した際の瞬時電圧降下について説明した。しかし、簡易な構成の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０では、負荷電流が大きい負荷を切断した際にオーバーシュートが発生するため、ＣＰＵ３３などのデバイスに定格電源電圧よりも大きな電圧が印加されないようにオーバーシュート量を抑制する必要がある。本実施例に係る画像形成装置の全体構成図及び電気的構成、プリンタモードについては実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
［減少する負荷電流とＦＥＴのオンデューティの関係］
図７（ａ）は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０における電源電圧Ｖｂの減少する負荷電流とＦＥＴ２０のオンデューティとの関係を示す。図７（ａ）において、横軸は負荷電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＦＥＴ２０のオンデューティ［％］を示す。なお、図１７（ｂ）で説明した臨界点の負荷電流は実施例１と同様に５５０ｍＡであり、臨界点のＦＥＴ２０のオンデューティは６０％である。負荷電流が臨界点５５０ｍＡよりも小さい場合は電流不連続モード、負荷電流が臨界点５５０ｍＡよりも大きい場合は電流連続モードとなる。図７（ａ）の（１）は、電源電圧Ｖｂの負荷電流を２００ｍＡから１００ｍＡまで減少させた場合のＦＥＴ２０のオンデューティの変動を示す。（１）の場合、オンデューティは３０％から１８％まで変動する。同様に図７（ａ）の（２）は電源電圧Ｖｂの負荷電流を５００ｍＡから４００ｍＡまで、（３）は５００ｍＡから１００ｍＡまで、（４）は１０００ｍＡから６００ｍＡまで減少させたときのＦＥＴ２０のオンデューティ変動を示す。そして、（２）の場合はオンデューティは５２％から４９％まで、（３）の場合は５２％から１８％まで、（４）の場合は６１％から６０％まで変動する。
【００３６】
図７（ｂ）は、図７（ａ）の（１）、（２）、（３）、（４）の負荷電流の変動に対するオーバーシュート量の関係を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）の（１）〜（４）のそれぞれにつき、負荷電流［ｍＡ］、ＦＥＴ２０のオンデューティ［％］、及び瞬時電圧降下［Ｖ］を示している。例えば、（１）の場合、負荷電流は初期状態では２００ｍＡで、変動後は１００ｍＡとなり変動量Δは−１００ｍＡであって、ＦＥＴ２０のオンデューティは初期状態では３０％で、変動後は１８％となり変動量Δは−１２％である。この場合、オーバーシュートは０．４Ｖである。図７（ｂ）に示すとおり、同じ負荷電流の変動量Δ（−１００ｍＡ）である（１）と（２）で比較すると、臨界点５５０ｍＡに近い（２）のほうが負荷変動に対するオーバーシュート量は０．２Ｖと小さい。また、（３）のように負荷電流の変動量Δが−４００ｍＡと大きい場合、オーバーシュート量はさらに０．７Ｖと大きくなる。一方、（４）のように臨界点５５０ｍＡを超えた負荷電流が流れた状態で負荷変動が発生しても、オーバーシュートはほとんど発生しない。このように電流連続モードでは、電源電圧Ｖｂの負荷変動に対するＦＥＴのオンデューティの変化量が小さいため、オーバーシュート量は小さい。一方、電流不連続モードでは、電源電圧Ｖｂの負荷変動に対するＦＥＴのオンデューティの変化量が大きいため、オーバーシュート量が大きくなる。オーバーシュート量に関してもエラーアンプ２４と位相補償回路２５のフィードバック応答性が遅い場合には、オーバーシュート量はさらに大きくなる傾向にある。
【００３７】
［電源と各負荷との従来の接続タイミング］
図８（ａ）は、電源３８が有する降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と各負荷との従来の接続タイミングを比較のために示す。図８（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は負荷電流［ｍＡ］を示す。同図において、ｔ６で負荷Ａ  ５２を、ｔ７で負荷Ｂ  ５１を、ｔ８で負荷Ｃ  ５３との接続を切断している。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のｔ６，ｔ７，ｔ８における電源電圧Ｖｂのオーバーシュート量を示す。図８（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は電源電圧Ｖｂ［Ｖ］を示す。図８（ａ）で切断される負荷は、図２（ａ）で説明したように、負荷Ａ  ５２，負荷Ｂ  ５１，負荷Ｃ  ５３の順に負荷電流量が大きい。なお、各負荷に流れる負荷電流は、図２（ａ）で説明した値とする。図に示すとおり、負荷Ａ  ５２，負荷Ｂ  ５１，負荷Ｃ  ５３の順番で切断のタイミングをずらしている。負荷Ｃ  ５３の切断は、負荷電流量が小さいため、電流不連続モードでもオーバーシュート量は小さい。しかし、電流不連続モードで且つ負荷電流が低い状態で負荷電流量が大きい負荷Ｂ  ５１を切断することにより、大きなオーバーシュートが発生する。また、切断前は電流連続モードで切断後は電流不連続モードとなる場合に、負荷Ｂ  ５１よりも負荷電流量が大きい負荷Ａ  ５２を切断することでも、大きなオーバーシュートが発生する。降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の電源電圧Ｖｂによって、常にＣＰＵ３３が駆動している構成では、図８（ｂ）のように、各負荷へ電力供給を切断した際に発生するオーバーシュートにより、電源電圧ＶｂがＣＰＵ３３の定格電源電圧（破線）を超える場合がある。
【００３８】
［プリンタモード移行時における電源と各負荷との切断タイミング］
図９（ａ）は、本実施例におけるスタンバイモードから省電力モードへ移行する場合における電源と各負荷との切断タイミングと負荷電流の関係を示す。同図において、ｔ６でダミー負荷である負荷Ｄ  ３１への電力供給をオンし、ｔ７で負荷Ａ  ５２を、ｔ８で負荷Ｂ  ５１を、ｔ９で負荷Ｄ  ３１を、ｔ１０で負荷Ｃ  ５３への電力供給をオフしている。図９（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は負荷電流［ｍＡ］を示す。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９，ｔ１０における電源電圧Ｖｂを示す。図９（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は電源電圧Ｖｂ［Ｖ］を示す。従来例は図８（ｂ）に示したとおり、切断後に電流不連続モードとなるような負荷電流が大きい負荷Ａ  ５２を切断すると、ＣＰＵ３３の定格電源電圧を超えるような大きなオーバーシュートが発生した。このオーバーシュートを抑制するためには、電流連続モードで負荷Ａ  ５２と負荷Ｂ  ５１を電源３８から切断することが重要となる。本実施例では、ダミー負荷を一旦接続することによって、電流連続モードで負荷電流の大きい負荷Ａ  ５２を切断でき、オーバーシュート量を抑制することを特徴とする。
【００３９】
なお、電流不連続モードにおいて、負荷Ｃ  ５３を切断してもＣＰＵ３３の定格電源電圧を超えるような大きなオーバーシュートは発生しない。また、負荷電流が５００ｍＡ以上の状態で負荷Ｂ  ５１を切断しても大きなオーバーシュートは発生しないが、負荷電流が５００ｍＡ未満の状態で負荷Ｂ  ５１を切断すると、ＣＰＵ３３の定格電源電圧を超えるような大きなオーバーシュートが発生するものとする。
【００４０】
図９（ａ）に示すとおり、負荷Ａ  ５２を切断する前にダミー負荷である負荷Ｄ  ３１を一旦ｔ６のタイミングで接続する。このダミー負荷である負荷Ｄ  ３１を接続することにより、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の負荷電流状態が電流連続モードの状態で負荷電流の大きい負荷Ａ  ５２を切断できる。その結果、図９（ｂ）に示すとおり、ｔ７のタイミングで負荷Ａ  ５２を切断してもオーバーシュートはほとんど発生しない。また、ダミーの負荷Ｄ  ３１を一旦接続することによって、負荷Ａ  ５２を切断しても負荷電流は臨界点５５０ｍＡ以上となるため、負荷Ｂ  ５１をｔ８のタイミングで切断可能となる。負荷Ａ  ５２を切断した後、負荷電流の大きい負荷から順にｔ８で負荷Ｂ  ５１、ｔ９で負荷Ｄ  ３１、ｔ１０で負荷Ｃ  ５３を電源３８から切断して、スタンバイモードから省電力モードへの移行が完了する。
【００４１】
このようにスタンバイモードから省電力モードへ移行する場合には、ダミー負荷を一旦接続してから、負荷電流の大きい負荷を電源３８から切断することによって、コストアップなしでオーバーシュートの発生を抑制することができる。
【００４２】
［負荷を切断するシーケンスのフローチャート］
図１０は、スタンバイモードから省電力モードへ移行する場合の負荷を切断するシーケンスのフローチャートである。ＣＰＵ３３は、Ｓ２１でスタンバイモードから省電力モードへのモード移行信号（図示しない）を受信すると、Ｓ２２でダミー負荷である負荷Ｄ  ３１を接続する、すなわちトナー残量検知センサ３１のＬＥＤ３５を点灯させる。次に、ＣＰＵ３３は、Ｓ２３でロードスイッチ３４ａをオフして負荷Ａ  ５２を切断する。ＣＰＵ３３は、負荷Ａ  ５２の切断後、Ｓ２４でロードスイッチ３４ｂをオフして負荷Ｂ  ５１を切断し、Ｓ２５でトナー残量検知センサ３１のＬＥＤ３５を消灯させて負荷Ｄ  ３１を切断する。ＣＰＵ３３は、ダミー負荷である負荷Ｄ  ３１を切断後、Ｓ２６でロードスイッチ３４ｃをオフして負荷Ｃ  ５３を切断し、スタンバイモードから省電力モードへの移行を終了させる。以上、説明したとおり、本実施例ではプリンタモード移行時にダミー負荷を一旦接続してから、所定の負荷を電源３８から切断することによって、簡易な電源構成で且つ追加部品なしで負荷切断時のオーバーシュートを抑制することができる。
【００４３】
本実施例によれば、負荷の切断時の電圧変動を抑えるとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うことができる。
【実施例３】
【００４４】
以下に実施例３の画像形成装置について説明する。実施例３では、電流不連続モードで、より小さい負荷電流変動でも大きい瞬時電圧降下が発生する昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを搭載した画像形成装置において、適切にプリンタモードの移行を行える制御について説明する。なお、実施例１と重複する部分は説明を省略する。
【００４５】
［画像形成装置の構成］
図１１（ａ）は、実施例３の画像形成装置２００の全体構成図である。実施例１の画像形成装置１００の構成に加えて、搬送部９上に画像形成された測定用トナー像パターンを読み取り、色ずれ測定や色濃度測定を行う画像検出センサ６１が追加されている。その他の構成は実施例１と同一であるため、説明を省略する。
【００４６】
［画像形成装置の電気的構成］
次に制御基板３０を含む画像形成装置２００の電気的構成について説明する。図１１（ｂ）は、制御基板３０を含む画像形成装置２００の電気的なブロック構成図である。電源３９には、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０が搭載されている。画像検出センサ６１は、発光素子であるＬＥＤ６５と受光素子（図示しない）、トランジスタ６６、電流制限抵抗６７、ＣＰＵ３３からのＰＷＭ信号を平滑するための抵抗６８とコンデンサ６９で構成される。なお、以降では画像検出センサ６１を負荷Ｅ  ６１とする。負荷Ｅ  ６１の負荷電流は２００ｍＡである。ＣＰＵ３３から出力されるＰＷＭ信号のデューティを変更することによって、トランジスタ６６のベース電圧が可変し、ＬＥＤ６５に流す電流を変えることができる。なお、本実施例におけるＰＷＭ信号は、一定周波数の信号であるものとする。なお、電源３９と制御基板３０とを合わせて１つの電源装置として構成してもよい。
【００４７】
［昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成］
図１２（ａ）は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の概略構成である。昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、ＦＥＴ７５とチョークコイル７１，ダイオード７２，平滑コンデンサ７３，エラーアンプ７４，位相補償回路７６，抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２で構成されている。この昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は以下の動作を行うことによって、供給電圧Ｖｃから電源電圧Ｖｂを生成する。
【００４８】
位相補償回路７６は、エラーアンプ７４からの誤差信号に応じた所定の周波数でＦＥＴ７５のオン時間を制御し、ＦＥＴ７５の出力はチョークコイル７１と平滑コンデンサ７３によって平滑されて電源電圧Ｖｂが生成される。エラーアンプ７４は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧された電源電圧Ｖｂの電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ（図示せず）とを比較し、電源電圧Ｖｂの変化量に応じた誤差信号を生成する。エラーアンプ２４及び位相補償回路２５は、電源電圧Ｖｂが下がればＦＥＴ７５のオン時間を長く制御し、電源電圧Ｖｂが上がればＦＥＴ７５のオン時間を短く制御することによって、電源電圧Ｖｂが一定になるように制御する。その他の構成は実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【００４９】
図１２（ｂ）は、チョークコイル７１に流れる電流がＦＥＴ７５のオン時間によってどのように変化するかを示す。図１２（ｂ）において、横軸は時間を、縦軸はチョークコイル７１に流れる電流を示す。ＦＥＴ７５のオン時間が長くなるに従って、チョークコイル７１に流れる電流は、図に示した電流不連続モード、臨界点、電流連続モードと変化する。なお、電流不連続モード、臨界点、電流連続モードは前述したものと同じであるものとする。電源電圧Ｖｂに負荷がほとんど接続されていない軽負荷状態においては、ＦＥＴ７５のオン時間は短く制御され、チョークコイル７１に流れる電流は断続的に流れ、電流不連続モードとなる。一方、電源電圧Ｖｂの負荷電流が大きくなると、ＦＥＴ７５のオン時間が長く制御される。図１２（ｂ）に示す臨界点を超えると、チョークコイル７１に流れる電流は連続的に流れ、電流連続モードとなる。
【００５０】
［増加する負荷電流とＦＥＴのオンデューティの関係］
図１３（ａ）は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０における電源電圧Ｖｂの増加する負荷電流とＦＥＴ７５のオンデューティとの関係を示す。図１３（ａ）において、横軸は負荷電流［ｍＡ］を示し、縦軸はＦＥＴ７５のオンデューティ［％］を示す。なお、臨界点の負荷電流は５５０ｍＡであり、ＦＥＴ７５のオンデューティは６０％とする。図１３（ａ）に示すとおり、負荷電流が臨界点５５０ｍＡよりも小さい場合は電流不連続モード、負荷電流が臨界点５５０ｍＡよりも大きい場合は電流連続モードとなる。図１３（ａ）の（１）は、電源電圧Ｖｂの負荷電流を１００ｍＡから２００ｍＡまで増加させた場合のＦＥＴ７５のオンデューティの変動を示す。（１）の場合、ＦＥＴ７５のオンデューティは１８％から３０％まで変動する。同様に図１３（ａ）の（２）は電源電圧Ｖｂの負荷電流を４００ｍＡから５００ｍＡまで、（３）は１００ｍＡから５００ｍＡまで、（４）は６００ｍＡから１０００ｍＡまで増加させたときのＦＥＴ７５のオンデューティの変動を示す。そして、（２）の場合はＦＥＴ７５のオンデューティは４９％から５２％まで、（３）の場合は１８％から５２％まで、（４）の場合は６０％から６１％まで変動する。
【００５１】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の（１），（２），（３），（４）の負荷電流の変動と瞬時電圧降下の関係を示す。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の（１）〜（４）のそれぞれにつき、負荷電流［ｍＡ］、ＦＥＴ７５のオンデューティ［％］、及び瞬時電圧降下［Ｖ］を示している。例えば、（１）の場合、負荷電流は初期状態では１００ｍＡで、変動後は２００ｍＡとなり変動量Δは１００ｍＡであって、ＦＥＴ７５のオンデューティは初期状態では１８％で、変動後は３０％となり変動量Δは１２％である。この場合、瞬時電圧降下は０．４Ｖである。図１３（ｂ）に示すとおり、同じ負荷電流の変動量Δ（１００ｍＡ）である（１）と（２）で比較すると、臨界点５５０ｍＡに近い（２）のほうが負荷変動による瞬時電圧降下量は０．２Ｖと小さい。また、（３）のように負荷電流の変動量Δが４００ｍＡと大きい場合、より瞬時電圧降下量は０．７Ｖと大きくなる。一方、（４）のように臨界点５５０ｍＡを超えた電流連続モードで負荷電流が流れた状態で負荷変動が発生しても、瞬時電圧降下は０．０５Ｖとほとんど発生しない。
【００５２】
このように電流連続モードでは、電源電圧Ｖｂの負荷変動に対するＦＥＴのオンデューティの変化量が小さいため、瞬時電圧降下量が小さい。一方、電流不連続モードでは、電源電圧Ｖｂの負荷変動に対するＦＥＴのオンデューティの変化量が大きいため、瞬時電圧降下量が大きくなる。次に画像形成装置２００のプリンタモードについて説明する。図１３（ｃ）は、画像形成装置２００の各プリンタモードにおける各負荷への電力供給状態を示す図である。同図から分かるように、省電力モードではすべての負荷がオフ状態であり、負荷Ｅ  ６１を用いたキャリブレーション実行時ではすべての負荷がオン状態である。また、スタンバイモードと印刷動作時では負荷Ｅ  ６１のみがオフ状態である。なお、図１３（ｃ）において、各負荷のオン状態をＯＮと、オフ状態をＯＦＦと表示する。負荷Ｅ  ６１は、キャリブレーション実行時に負荷Ｅ  ６１のＬＥＤ６５が点灯される。
【００５３】
［プリンタモード移行時における電源と各負荷との接続タイミング］
次に本実施例の特徴部分であるプリンタモード移行時における電源３９と各負荷との接続タイミングについて説明する。図１４（ａ）は、省電力モードからスタンバイモードへ移行する場合における各負荷の電力供給タイミングと負荷電流の関係を示す。同図において、ｔ１１で負荷Ｅ  ６１を、ｔ１２で負荷Ｃ  ５３を、ｔ１３で負荷Ｂ  ５１を、ｔ１４で負荷Ａ  ５２を電源３９に接続し、ｔ１５で負荷Ｅ  ６１を電源３９から切断している。図１４（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は負荷電流［ｍＡ］を示す。また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，ｔ１４，ｔ１５における電源電圧Ｖｂを示す。図１４（ｂ）において横軸は時間を示し、縦軸は電源電圧Ｖｂ［Ｖ］を示す。本実施例の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、実施例１の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に比べて、電流不連続モードでの負荷変動に対する瞬時電圧降下が大きいものとする。そして、電流不連続モードで、ほとんど負荷電流が流れていない状態において、スタンバイに必要な負荷のうち、最も負荷電流が小さい負荷Ｃ  ５３を接続しても、瞬時電圧降下によってＣＰＵ３３の電源電圧がリセット電圧を下回るものとする。そのため、負荷電流がほとんど流れていない負荷状態では、負荷を接続する際の負荷変動を小さくして、瞬時電圧降下を抑制する必要がある。本実施例では、プリンタモードの移行をする際、ダミー負荷である負荷Ｅ  ６１を電源３９に接続して、ダミー負荷の負荷電流を０ｍＡから所定量ずつ増やすことによって、瞬時電圧降下を抑制することを特徴とする。
【００５４】
なお、電流不連続モードにおいて、負荷Ｃ  ５３は負荷電流が１００ｍＡ未満、負荷Ｂ  ５１は２００ｍＡ未満、負荷Ａ  ５２は５００ｍＡ未満で各負荷を電源３９に接続すると、ＣＰＵ３３のリセットが働く瞬時電圧降下が発生するものとする。負荷Ｃ  ５３は、電源３９に接続するとすぐに所定の負荷電流が流れるのに対して、負荷Ｅ  ６１は、ＣＰＵ３３から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比を０％から１００％まで５％ずつ変化させることにより、負荷電流を０ｍＡから所定量ずつ増やすことができる。
【００５５】
図１４（ａ）に示すとおり、省電力モードからスタンバイモードへ移行時に、最初に負荷Ｅ  ６１を電源３９に接続して負荷電流を０ｍＡから所定量ずつ増やすことで、接続時の負荷変動を小さくでき、負荷Ｅ  ６１の負荷電流を２００ｍＡまで流すことができる。図１４（ｂ）に示すとおり、負荷Ｅ  ６１に２００ｍＡの負荷電流が流れることで、負荷Ｃ  ５３をｔ１２で、負荷Ｂ  ５１をｔ１３で接続可能となり、接続時の瞬時電圧降下を抑制することができる。負荷Ｅ  ６１の接続後、負荷電流の小さい負荷Ｃ  ５３、負荷Ｂ  ５１の順で接続すると、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の負荷電流状態は、臨界点５５０ｍＡを超えて電流連続モードとなる。負荷Ｂ  ５１の接続後、負荷Ａ  ５２をｔ１４で接続しダミー負荷である負荷Ｅ  ６１をｔ１５で電源３９から切断、すなわち負荷Ｅ  ６１のＬＥＤ６５を消灯することで、ＣＰＵ３３のリセットが働く瞬時電圧降下を抑制し、プリンタモード移行を完了できる。
【００５６】
このように、省電力モードからスタンバイモードへ移行する際に、ダミー負荷を接続して、ダミー負荷の電流を所定量ずつ増やすことで、コストアップせずに電流不連続モードでの瞬時電圧降下を抑制でき、より適切にプリンタモードを移行させることができる。なお、実施例２と同様にスタンバイモードから省電力モードへ移行する場合に、ダミー負荷を一旦接続してから、負荷電流の大きい負荷を昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ７０を有する電源３９から切断することで、オーバーシュートの発生を抑制することができる。
【００５７】
［負荷を接続するシーケンスのフローチャート］
図１５は、本実施例における省電力モードからスタンバイモードへ移行する場合における負荷を接続するシーケンスのフローチャートを示す。ＣＰＵ３３は、Ｓ３１で省電力モードからスタンバイモードへのモード移行信号（不図示）を受信すると、Ｓ３２で負荷Ｅ  ６１を電源３９に接続、即ち負荷Ｅ  ６１へ出力されるＰＷＭ信号を出力し、ＰＷＭ信号のデューティ比０％から１００％まで５％ずつ増やす。ＣＰＵ３３は、負荷Ｅ  ６１を接続後、Ｓ３３でロードスイッチ３４ｃをオンして負荷Ｃ  ５３を電源３９に接続した後、Ｓ３４でロードスイッチ３４ｂをオンして負荷Ｂ  ５１を電源３９に接続する。その後、ＣＰＵ３３は、Ｓ３５でロードスイッチ３４ａをオンして負荷Ａ  ５２を電源３９に接続し、Ｓ３６で画像検出センサのＬＥＤ６５を消灯し負荷Ｅ  ６１を電源３９から切断して、スタンバイモードへの移行を終了する。
【００５８】
上述したように、プリンタモード移行時にダミー負荷を一旦接続し、所定量ずつ負荷電流を増やすことによって、簡易な電源構成で且つ追加部品なしで負荷接続時における瞬時電圧降下を抑制することができ、より適切にプリンタモードを移行させることができる。
【００５９】
本実施例によれば、負荷の接続または切断時の電圧変動を抑えるとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うことができる。
【実施例４】
【００６０】
実施例４の画像形成装置について説明する。本実施例では、ＡＣ／ＤＣコンバータを搭載した画像形成装置について説明する。実施例１と重複する部分の説明は省略する。本実施例では、実施例１記載の電源３８に搭載されている降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の代わりに図１６（ａ）に示すＡＣ／ＤＣコンバータ８０が搭載されており、ＡＣ／ＤＣコンバータ８０が外部交流電源から電源電圧Ｖｂを生成する。その他の画像形成装置の全体構成図、電気的構成は実施例１と同一であるため、説明を省略する。
【００６１】
［ＡＣ／ＤＣコンバータの構成］
図１６（ａ）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ８０の概略構成である。ＡＣ／ＤＣコンバータ８０は、外部交流電源８１からの交流電源を整流するための整流ダイオードブリッジ８２，平滑コンデンサ８３，トランス８５，ＦＥＴ８４，ダイオード８６，平滑コンデンサ８８，発振制御回路８９を有する。さらに、ＡＣ／ＤＣコンバータ８０は、電源電圧Ｖｂの出力を分圧する抵抗９２と抵抗９３，シャントレギュレータ９１，フォトカプラ９０を有している。なお、トランス８５は、その一次巻線８５ａと二次巻線８５ｂで構成されている。
【００６２】
このＡＣ／ＤＣコンバータ８０は、以下の動作を行うことによって、電源電圧Ｖｂを生成する。外部交流電源８１から出力される交流電圧は、４個のダイオードで構成される整流ダイオードブリッジ８２で整流され、平滑コンデンサ８３で平滑されて、その両端にほぼ一定レベルの直流電圧を発生させる。この直流電圧は、トランス８５の一次巻線８５ａとＦＥＴ８４に供給される。発振制御回路８９は、所定の周波数でＦＥＴ８４のオン時間をＰＷＭ制御し、ＦＥＴ８４のオン／オフに対応して、直流電圧がトランス８５の一次巻線８５ａに断続的に印加される。二次巻線８５ｂでは、一次巻線８５ａに印加される電圧と同じ周波数であって、一次及び二次巻線８５ａ、８５ｂの巻線比に比例した大きさの電圧が生成される。二次巻線８５ｂに発生した電圧は、ダイオード８６で整流されたあと、平滑コンデンサ８８で平滑され、電源電圧Ｖｂが生成される。シャントレギュレータ９１は抵抗９２、抵抗９３によって分圧された電圧と内部の基準電圧を比較し、その誤差を増幅する。シャントレギュレータ９１の出力は、フォトカプラ９０に接続されており発振制御回路８９に伝達される。発振制御回路８９は、フォトカプラ９０のフォトトランジスタに流れる電流に応じて、ＦＥＴ８４をＰＷＭ制御する。この回路はフィードバック系を構成し、二次側出力を所定電圧に制御する。なお、上述したＡＣ／ＤＣコンバータ８０を有する電源と制御基板３０を合わせて、１つの電源装置として構成してもよい。
【００６３】
［一次巻線及び二次巻線に流れる電流とＦＥＴのオン時間の関係］
図１６（ｂ）は、一次巻線８５ａ及び二次巻線８５ｂに流れる電流がＦＥＴ８４のオン時間によってどのように変化するかを示す。図１６（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は一次巻線８５ａ、二次巻線８５ｂに流れる電流を示す。ＦＥＴ８４のオン時間が長くなるに従って、一次巻線８５ａ及び二次巻線８５ｂに流れる電流が、図に示した電流不連続モード（実線）、臨界点（破線）、電流連続モード（二点鎖線）と変化する。電流不連続モードは二次巻線８５ｂに電流が流れない状態が存在するモードであり、臨界点は電流が流れない状態がなくなる点であり、電流連続モードは二次巻線８５ｂに常に電流が流れる状態のモードである。電源電圧Ｖｂに負荷がほとんど接続されていない軽負荷状態においては、ＦＥＴ８４のオン時間は短く制御され、一次巻線８５ａ及び二次巻線８５ｂに流れる電流は断続的に流れ、電流不連続モードとなる。一方、電源電圧Ｖｂの負荷電流が大きくなると、ＦＥＴ８４のオン時間が長く制御される。図１６（ｂ）に示す臨界点を超えると、一次巻線８５ａ及び二次巻線８５ｂに流れる電流は連続的に流れ、電流連続モードとなる。ＡＣ／ＤＣコンバータ８０におけるＦＥＴ８４のオンデューティと電源電圧Ｖｂの負荷電流の関係は、実施例１記載の図３（ａ）と同じであるため、説明を省略する。その他、プリンタモード移行時における各ユニットへの電力供給シーケンス及びフローチャートは実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【００６４】
上述のように、ＡＣ／ＤＣコンバータを搭載した画像形成装置において、プリンタプリンタモード移行時にダミー負荷を一旦接続してから、所定の負荷接続を行うことで、簡易な電源構成で追加部品なしで負荷接続時における瞬時電圧降下を抑制することができる。なお、実施例２と同様にスタンバイモードから省電力モードへ移行する場合に、ダミー負荷を一旦接続してから、負荷電流の大きい負荷をＡＣ／ＤＣコンバータ８０を有する電源から切断することで、オーバーシュートの発生を抑制することができる。
【００６５】
本実施例によれば、負荷の接続または切断時の電圧変動を抑えるとともに、簡易な構成で、動作状態の移行を適切に行うことができる。
【符号の説明】
【００６６】
３３  ＣＰＵ
３８  電源
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  ロードスイッチ
５１  負荷Ｂ
５２  負荷Ａ
５３  負荷Ｃ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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