(57)【要約】【課題】停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、電力を供給できる時間を延長すること。【解決手段】トランス５と、交流電圧を整流した電圧を平滑する平滑コンデンサ１２と、トランス５の一次巻線に流れる電流をスイッチングするＦＥＴ１３と、平滑コンデンサ１２の出力が低電圧である場合にＦＥＴ１３の動作を停止させる電源ＩＣ２０と、を有し、交流電圧を直流電圧（５ＶＡ）６に変換する常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７と、直流電圧（５ＶＡ）６を直流電圧（３．３Ｖ）８に変換する常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９と、停電が検出されても、電源ＩＣ２０によりＦＥＴ１３の動作を継続するように制御するＣＰＵ３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側と二次側を絶縁する第一トランスと、前記第一トランスの一次側に設けられ、交流電圧を整流した電圧を平滑する第一平滑手段と、前記第一平滑手段に接続され、前記第一トランスの一次巻線に流れる電流をスイッチングする第一スイッチング素子と、前記第一平滑手段の出力に応じた電圧が第一所定電圧よりも低い場合に前記第一スイッチング素子の動作を停止させる第一保護手段と、を有し、前記交流電圧を第一直流電圧に変換する第一変換手段と、
前記第一変換手段により変換された前記第一直流電圧を、前記第一直流電圧とは異なる第二直流電圧に変換する第二変換手段と、
前記交流電圧の供給が遮断されたことを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出されても、前記第一保護手段により前記第一スイッチング素子の動作を継続するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第一平滑手段の出力に応じた電圧を切り換える第一切換手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記第一平滑手段の出力に応じた電圧を、前記交流電圧の供給が遮断される前よりも高い電圧に切り換えるよう、前記第一切換手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第一変換手段は、
前記第一平滑手段の出力を分圧し、前記第一保護手段に出力するための第一抵抗及び第二抵抗と、
一端が前記第一抵抗の一端に接続された第三抵抗と、
前記第三抵抗の他端にエミッタが接続され、前記第一抵抗の他端にコレクタが接続され、前記制御手段の制御に基づく信号がベースに入力される第一トランジスタと、
を有し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記第一トランジスタをオン状態に制御することにより、前記第一抵抗と前記第三抵抗を並列に接続させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
一次側と二次側を絶縁する第二トランスと、前記第二トランスの一次側に設けられ、交流電圧を整流した電圧を平滑する第二平滑手段と、前記第二平滑手段に接続され、前記第二トランスの一次巻線に流れる電流をスイッチングする第二スイッチング素子と、を有し、前記交流電圧を第三直流電圧に変換する第三変換手段と、
チョークコイルと、前記チョークコイルに流れる電流をスイッチングする第三スイッチング素子と、前記第三変換手段から入力される電流が過電流である場合に、前記第三スイッチング素子の動作を停止させる第二保護手段と、を有し、前記第三変換手段により変換された前記第三直流電圧を、前記第三直流電圧とは異なる第四直流電圧に変換する第四変換手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出されても、前記第二保護手段により前記第三スイッチング素子の動作を継続するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
カソードが前記第一変換手段の出力側に接続され、アノードが前記第四変換手段の出力側に接続されたダイオードを備え、
前記第一直流電圧と前記第四直流電圧との電位差が前記ダイオードの順方向電圧以上となった場合に、前記第四変換手段から前記ダイオードを介して前記第二変換手段へ電力が供給されることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記第四変換手段は、
前記第三変換手段から入力される電流を検出する電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の一端に電流流入端子が接続され、前記電流検出抵抗の他端に電流流出端子が接続され、前記制御手段の制御に基づく信号が制御端子に入力される電界効果トランジスタと、
を有し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記電界効果トランジスタをオン状態に制御することにより、前記電流検出抵抗の両端を短絡させることを特徴とする請求項４又は５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第三変換手段は、前記第二平滑手段の出力に応じた電圧が第二所定電圧よりも低い場合に前記第二スイッチング素子の動作を停止させる第三保護手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出されても、前記第三保護手段により前記第二スイッチング素子の動作を継続するように制御することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第二平滑手段の出力に応じた電圧を切り換える第二切換手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記第二平滑手段の出力に応じた電圧を、前記交流電圧の供給が遮断される前よりも高い電圧に切り換えるよう、前記第二切換手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第三変換手段は、
前記第二平滑手段の出力を分圧し、前記第三保護手段に出力するための第四抵抗及び第五抵抗と、
一端が前記第四抵抗の一端に接続された第六抵抗と、
前記第六抵抗の他端にエミッタが接続され、前記第四抵抗の他端にコレクタが接続され、前記制御手段の制御に基づく信号がベースに入力される第二トランジスタと、
を有し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記第二トランジスタをオン状態に制御することにより、前記第四抵抗と前記第六抵抗を並列に接続させることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記交流電圧から前記第三変換手段への電力の供給と遮断を切り換えるリレーを備えることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記交流電圧と前記第二平滑手段との間に、力率改善回路が接続されることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記交流電圧のゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出手段を備え、
前記検出手段は、前記ゼロクロス検出手段の検出結果に基づいて、前記交流電圧の供給が遮断されたことを検出することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１３】
画像形成動作を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段による画像形成動作を制御するコントローラと、
前記コントローラにより前記画像形成手段が画像形成動作を行うために必要な情報が書き込まれる不揮発性記憶デバイスと、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備え、
前記第二変換手段は、前記第二直流電圧を前記コントローラに出力し、
前記コントローラは、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記情報を前記不揮発性記憶デバイスに退避させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
画像形成動作を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段による画像形成動作を制御するコントローラと、
前記コントローラにより前記画像形成手段が画像形成動作を行うために必要な情報が書き込まれる不揮発性記憶デバイスと、
請求項１０に記載の電源装置と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像形成手段により画像形成動作を行う通常モードで稼働している際には、前記交流電圧から前記第三変換手段へ電力を供給するように前記リレーを制御し、前記通常モードよりも消費電力が低い省電力モードで稼働している際には、前記交流電圧から前記第三変換手段への電力の供給を遮断するように前記リレーを制御し、
前記第二変換手段は、前記第二直流電圧を前記コントローラに出力し、
前記コントローラは、前記通常モードで稼働している際に、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記情報を前記不揮発性記憶デバイスに退避させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、特に、停電が発生した際に、必要なデータを揮発性記憶デバイスから不揮発性記憶デバイスに退避する時間を確保する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置には、半導体メモリ等の揮発性記憶デバイスとハードディスク等の不揮発性記憶デバイスとの間でデータ転送を頻繁に行っている装置がある。このような画像形成装置において、ハードディスクに書き込みを行っているデータ転送中に電源が遮断されると、データが破損したり消滅したりしてしまうおそれがある。そして、破損したり消滅したりしてしまったデータが、停電から復帰した際に画像形成装置が起動するために必要なデータであった場合には、画像形成装置を起動できなくなるおそれもある。以降、ハードディスクへの書き込み中に電源が遮断されることによって、必要なデータが破損した状態で書き込まれていたり、必要なデータがハードディスク上に書き込まれていなかったりする状態を、ハードディスク（不揮発性記憶デバイス）の記憶データに異常が発生したエラー状態という。不揮発性記憶デバイスのエラー状態の発生を防止するためには、電源が遮断される前に、必要なデータを揮発性記憶デバイスから不揮発性記憶デバイスに退避させておくことが必要である。揮発性記憶デバイスから不揮発性記憶デバイスにデータを退避させるためには、電源が遮断されてからも、一定時間、画像形成装置に電力を供給する必要がある。尚、電源が遮断される主な原因は、停電によるものである。このような課題を解決するために、電源遮断を検知すると、装置の負荷を軽減させ、電源バックアップ時間を延長させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、装置に搭載されている一次側の平滑コンデンサの容量を増やすことにより、電源バックアップ時間を延長させることも可能である。
【０００３】
一方、従来の電源装置には、ゼロクロス回路が備えられている。ここで、図６は従来の電源装置の構成を示す図である。尚、電源装置の詳細な説明は、後述する実施の形態において行い、ここでの説明は省略する。交流電源１の交流電圧は、ゼロクロス用整流ダイオード９６により半波整流され、ゼロクロス用分圧抵抗９７により小電圧信号へ変換される。ゼロクロス用分圧抵抗９７により小電圧信号化された交流電圧は、ゼロクロス用トランジスタ９８のベースに入力され、ゼロクロスのタイミングでパルス状に変化する信号に変換される。ゼロクロス用トランジスタ９８のコレクタに発生したパルス波は、ゼロクロス用フォトカプラ１００を介してＣＰＵ３へ伝達される。画像形成装置においては、このゼロクロス回路から出力される信号は、トナーをシート材に熱定着させるための定着ヒータへの温度制御を行う際の基準信号として使用されている。しかし、ゼロクロス回路から出力される信号は、停電の際には信号が停止するため、停電検出のために用いることも可能である。尚、ゼロクロス回路が出力する信号を、ゼロクロス信号という。また、ゼロクロス信号により停電が検出された場合には、画像形成装置は、必要なデータを揮発性記憶デバイスから不揮発性記憶デバイスへ退避する動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１４５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来例では次のような課題がある。停電が発生した際、必要なデータを揮発性記憶デバイスから不揮発性記憶デバイスへ退避するためには、所定時間、常夜電源２からの直流電圧（３．３Ｖ）８の出力を持続させる必要がある。ここで、所定時間とは、停電が発生してから必要なデータの退避処理が終了するまでの時間（以降、データ退避時間という）である。従来の方法では、データ退避時間を確保するために、常夜電源用平滑コンデンサ１２の容量を大きくすることによって、常夜電源２からの直流電圧（３．３Ｖ）８の出力を持続させている。このように、一次側の平滑コンデンサの容量を大きくした場合、次のような課題が発生する。具体的には、一次側の平滑コンデンサのサイズの大型化や、その入力インピーダンス低下に伴う高調波電流成分の増加による法規制対策部品の追加、突入電流防止用の部品の大型化、回路が複雑になることによる電源効率の低下とコスト増加等の課題が発生する。このため、停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、より長く電力を供給できる時間を確保することが望まれる。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、電力を供給できる時間を延長することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）一次側と二次側を絶縁する第一トランスと、前記第一トランスの一次側に設けられ、交流電圧を整流した電圧を平滑する第一平滑手段と、前記第一平滑手段に接続され、前記第一トランスの一次巻線に流れる電流をスイッチングする第一スイッチング素子と、前記第一平滑手段の出力に応じた電圧が第一所定電圧よりも低い場合に前記第一スイッチング素子の動作を停止させる第一保護手段と、を有し、前記交流電圧を第一直流電圧に変換する第一変換手段と、前記第一変換手段により変換された前記第一直流電圧を、前記第一直流電圧とは異なる第二直流電圧に変換する第二変換手段と、前記交流電圧の供給が遮断されたことを検出する検出手段と、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出されても、前記第一保護手段により前記第一スイッチング素子の動作を継続するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする電源装置。
【０００９】
（２）画像形成動作を行う画像形成手段と、前記画像形成手段による画像形成動作を制御するコントローラと、前記コントローラにより前記画像形成手段が画像形成動作を行うために必要な情報が書き込まれる不揮発性記憶デバイスと、前記（１）に記載の電源装置と、を備え、前記第二変換手段は、前記第二直流電圧を前記コントローラに出力し、前記コントローラは、前記検出手段により前記交流電圧の供給が遮断されたことが検出された場合に、前記情報を前記不揮発性記憶デバイスに退避させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、電力を供給できる時間を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の電源装置の構成を示す回路図
【図２】実施例１の電源装置のタイムチャート
【図３】実施例２の電源装置の構成を示す回路図
【図４】実施例２の電源装置のタイムチャート
【図５】実施例３の画像形成装置の構成を示す図
【図６】従来例の電源装置の構成を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。まず、後述する実施例との比較のために、従来の電源装置について説明する。
【００１３】
［従来の電源装置の構成］
図６は、従来の画像形成装置における低圧電源の回路図である。従来の画像形成装置の低圧電源は、常夜電源２及び非常夜電源４の２つのブロックで構成される。ここで、常夜電源２は、交流電源１が接続されている場合に、常に出力電圧を供給している。また、非常夜電源４は、常夜電源２に接続され、画像形成装置の制御を行っているＣＰＵ３により起動停止可能となっている。常夜電源２には、ＣＰＵ３や画像形成装置の制御を行う素子が接続されており、これらの素子には常夜電源２から常時電力が供給されている。一方、非常夜電源４には、プリント動作時に必要なアクチュエータ等の駆動源が接続されており、プリント動作を行っていないタイミングでは、省電力を目的として、非常夜電源４の動作を停止する制御が行われている。
【００１４】
［常夜電源］
まず、常夜電源２について説明する。常夜電源２は、第一トランスである絶縁された常夜電源用トランス５（以下、単にトランス５という）により、一次側と二次側が絶縁されている。常夜電源２は、第一変換手段である常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７と、第二変換手段である常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９とにより構成される。常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７は、交流電源１の交流電圧から第一直流電圧である５Ｖの直流電圧（５ＶＡ）６を生成し、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９は、直流電圧（５ＶＡ）６を入力とし、第二直流電圧である直流電圧（３．３Ｖ）８を生成する。直流電圧（３．３Ｖ）８には、画像形成装置の制御を行うＣＰＵ３や、ホストコンピュータ（不図示）からの画像データをラスタデータに変換するためのコントローラ１０等が接続されている。
【００１５】
交流電源１には、全波整流して脈流出力を得る常夜電源用整流ダイオードブリッジ１１（以下、単に整流ダイオードブリッジ１１という）が接続されている。そして、整流ダイオードブリッジ１１の脈流出力間に接続されて平滑された直流出力を得る、第一平滑手段である常夜電源用平滑コンデンサ１２（以下、単に平滑コンデンサ１２という）が接続されている。平滑コンデンサ１２には、トランス５の一次巻線に流れる電流をスイッチングするための第一スイッチング素子である常夜電源用電界効果トランジスタ１３（以下、単にＦＥＴ１３という）が接続されている。ＦＥＴ１３は、トランス５の一次巻線に電流を供給し、一次側と二次側を絶縁した状態で、二次巻線へ電圧変換された交流電圧を供給する。トランス５の二次巻線に発生した交流電圧は、常夜電源用二次整流ダイオード１４（以下、単に二次整流ダイオード１４という）により整流される。そして、二次整流ダイオード１４により整流された電圧は、常夜電源用二次平滑コンデンサ１５（以下、単に二次平滑コンデンサ１５という）により直流電圧（５ＶＡ）６に平滑される。尚、常夜電源用電流検出抵抗７８（以下、単に電流検出抵抗７８という）は、電流を検出するための抵抗であり、常夜電源用電源ＩＣ２０（以下、単に電源ＩＣ２０という）の電流検出端子（ＩＳ）７９に接続されている。ここで、電源ＩＣ２０は、ＦＥＴ１３に流れる電流を検出し、常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７の電圧安定化制御や部品の保護等を行っている。
【００１６】
（常夜ＡＣ−ＤＣコンバータの動作）
続いて、常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７により安定した出力電圧を得るための動作について説明する。直流電圧（５ＶＡ）６は、電圧を検出するための常夜電源用電圧検出抵抗１６（以下、単に電圧検出抵抗１６という）により分圧される。そして、電圧検出抵抗１６により分圧された電圧は、基準電圧１７と比較し誤差情報を出力するための常夜電源用オペアンプ１８（以下、単にオペアンプ１８という）の反転入力端子に入力される。オペアンプ１８から出力された誤差情報は、電流量に変換され、一次側と二次側の絶縁を行うための常夜電源用電圧制御用フォトカプラ１９（以下、単にフォトカプラ１９という）により、一次側へ伝達される。フォトカプラ１９により一次側へ伝達された誤差情報は、電源ＩＣ２０のエラーアンプ端子（ＩＮ＋）１７８に入力される。電源ＩＣ２０は、エラーアンプ端子（ＩＮ＋）１７８に入力された誤差情報に基づいて、ＦＥＴ１３のスイッチング動作のオン幅を制御し、安定した直流電圧（５ＶＡ）６を得られるようにスイッチング動作の制御を行う。尚、常夜電源用位相補償用抵抗２１及び常夜電源用位相補償用コンデンサ２２は、電圧帰還の位相量を保証するための素子である。また、常夜電源用フォトダイオード用電流制限抵抗２３は、フォトカプラ１９のフォトダイオードに流れる電流を制限するための抵抗である。
【００１７】
（起動時）
続いて、交流電源１が接続されたタイミングである起動時の動作について説明する。交流電源１が接続されると、平滑コンデンサ１２の端子電圧が上昇してくる。常夜電源用起動抵抗２４は、電源ＩＣ２０に初期電力を供給するための抵抗である。常夜電源用起動抵抗２４は、電源ＩＣ２０の電源端子（Ｖｃｃ）２５と平滑コンデンサ１２の端子に接続されており、電源ＩＣ２０の電源端子（Ｖｃｃ）電圧を徐々に上昇させる。電源ＩＣ２０の電源端子（Ｖｃｃ）２５の電圧が所定の電圧に達すると、電源ＩＣ２０は、ＦＥＴ１３のスイッチング動作を開始させる。これにより、トランス５のドライブ巻線には、交流電圧が発生する。トランス５のドライブ巻線は、整流するためのドライブ巻線用整流ダイオード２６を介して、電源ＩＣ２０の電源端子（Ｖｃｃ）２５に接続されており、電源ＩＣ２０の電源端子（Ｖｃｃ）２５に電力を供給する。そして、平滑するためのトランス５のドライブ巻線用平滑コンデンサ２７により、電源ＩＣ２０の電源端子（Ｖｃｃ）２５は、安定した電圧を得ることができる。
【００１８】
（停止時）
続いて、交流電源１が遮断されたタイミングである停止時の動作について説明する。常夜電源用入力電圧検出抵抗２８（以下、単に入力電圧検出抵抗２８という）は、第一抵抗である上側抵抗２８ａと第二抵抗である下側抵抗２８ｂとを有し、平滑コンデンサ１２の端子間に発生する電圧を検出する抵抗である。入力電圧検出抵抗２８の分圧値は、第一保護手段である電源ＩＣ２０の低電圧保護用端子（ＢＯ）２９に入力されている。電源ＩＣ２０は、入力電圧検出抵抗２８の分圧値が第一所定電圧（後述する低電圧保護電圧１２３）よりも低い低電圧である場合、ＦＥＴ１３などの電力素子にストレスを与えない様に、スイッチング動作を停止させる低電圧保護機能を動作させる。入力電圧検出抵抗２８は、特に、交流電源１の電圧が低く、ＦＥＴ１３に過剰な電流が継続して流れ続けることで破損を招くことを防止する目的、即ち、ブラウンアウト対策のために設けられている。
【００１９】
（常夜ＤＣ−ＤＣコンバータの動作）
続いて、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９の説明を行う。常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７により生成された直流電圧（５ＶＡ）６は、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９の電圧制御を行うための常夜電源用ＤＣ−ＤＣコンバータ制御ＩＣ３０（以下、単に制御ＩＣ３０という）の電源端子（Ｖｃｃ）３１に接続されている。これにより、常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７により生成された直流電圧（５ＶＡ）６は、制御ＩＣ３０へ電力を供給している。また、常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７により生成された直流電圧（５ＶＡ）６は、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９への入力電流を検出するための常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ用電流検出抵抗３２（以下、単に電流検出抵抗３２という）へも接続されている。電流検出抵抗３２に流れた電流により発生した電圧降下電圧は、制御ＩＣ３０の電流検出端子（ＩＳ）３３により検出される。
【００２０】
常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ用ＦＥＴ３４（以下、単にＦＥＴ３４という）は、電流検出抵抗３２を介して得られる直流電圧のスイッチング動作を行う。ＦＥＴ３４は、スイッチング動作を行うことにより、磁気エネルギーを蓄えるための常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ用チョークコイル３５（以下、単にチョークコイル３５という）に電流を供給する。一方、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ用回生ダイオード３６（以下、単に回生ダイオード３６という）は、ＦＥＴ３４のオフ期間に、グランドライン（以下、ＧＮＤラインと記す）３７から回生電流を流す。これにより、回生ダイオード３６は、チョークコイル３５で発生した逆起電圧を抑制する。続いて、チョークコイル３５から流出する電流は、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ用平滑コンデンサ３８により平滑され、常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９は直流電圧（３．３Ｖ）８を出力する。
【００２１】
直流電圧（３．３Ｖ）８は、電圧検出用の常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ用電圧検出抵抗３９で分圧され、制御ＩＣ３０のエラーアンプ端子（ＩＮ＋）４０に入力される。制御ＩＣ３０は、基準電圧と、エラーアンプ端子（ＩＮ＋）４０に入力された電圧とを比較する。そして、制御ＩＣ３０は、比較結果に基づいてＦＥＴ３４のオン、オフのデューティ比を変化させ、スイッチング動作の制御を行い、所望の安定した出力電圧が得られるように制御を行う。尚、直流電圧（５ＶＡ）６は、ＵＳＢ（不図示）などの５Ｖ電圧駆動デバイスに接続されている。
【００２２】
［非常夜電源］
続いて、非常夜電源４について説明する。非常夜電源４は、力率改善回路４１と、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４と、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６とにより構成される。力率改善回路４１は、交流電源１から供給される交流電流波形が正弦波となるように力率を改善するための回路である。また、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４は、力率改善回路４１の出力を入力とし、絶縁された、第二トランスである非常夜電源用トランス４２（以下、単にトランス４２という）から、第三直流電圧である２４Ｖの直流電圧（２４Ｖ）４３を生成する。更に、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６は、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４により生成された直流電圧（２４Ｖ）４３を入力とし、第四直流電圧である直流電圧（５ＶＢ）４５を生成する。非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４により生成された直流電圧（２４Ｖ）４３には、画像形成装置の駆動源であるモータ等のアクチュエータ類４７が接続されている。また、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６により生成された直流電圧（５ＶＢ）４５には、感光ドラム（不図示）に静電潜像を形成するためにレーザ光を照射する半導体レーザを駆動するためのレーザ駆動回路４８に接続されている。
【００２３】
続いて、回路の詳細について説明する。交流電源１と非常夜電源４の間には、非常夜電源４をＣＰＵ３によりオン、オフ制御するためのリレー４９が接続されている。ＣＰＵ３は、信号を出力することによりコイル電流を制御し、リレー４９のオン、オフ動作の制御を行う。尚、リレー４９の端子の一方は、コイル電流を制限するためのリレー用電流制限抵抗５２を介して直流電圧（３．３Ｖ）８に接続され、リレー４９の端子の他方は、電流のオン、オフを行うためのリレー用トランジスタ５０に接続されている。リレー用トランジスタ５０のベースは、ベース電流を制限するためのベース抵抗５１を介してＣＰＵ３へ接続されている。ＣＰＵ３は、画像形成装置により画像形成動作を行う際には、ハイレベルの信号をリレー用トランジスタ５０に出力し、リレー用トランジスタ５０をオン状態にする。リレー用トランジスタ５０がオンすると、コイル電流が流れてリレー４９がオンし、非常夜電源４が交流電源１に接続される。一方、ＣＰＵ３は、画像形成装置が省電力を実現する状態に遷移すると、ローレベルの信号をリレー用トランジスタ５０に出力し、リレー用トランジスタ５０をオフ状態にする。リレー用トランジスタ５０がオフすると、コイル電流が流れないためリレー４９がオフし、非常夜電源４が交流電源１から遮断される。
【００２４】
続いて、リレー４９以降の回路動作について説明を行う。尚、回路が動作している状態を説明するため、リレー４９はオンしており、交流電源１から非常夜電源４へ電力が供給されていることを前提に説明する。
【００２５】
（力率改善回路の動作）
まず、力率改善回路４１の説明を行う。交流電源１には、交流電源１の交流電圧を全波整流して脈流出力を得る非常夜電源用整流ダイオードブリッジ５３（以下、単に整流ダイオードブリッジ５３という）が接続されている。また、整流ダイオードブリッジ５３の脈流出力間には、磁気エネルギーを蓄積するための力率改善用チョークコイル５４（以下、単にチョークコイル５４という）と共に直列接続された力率改善用ＦＥＴ５５（以下、単にＦＥＴ５５という）が接続されている。チョークコイル５４は、ＦＥＴ５５のスイッチング動作によって充電と放電を繰り返す。これにより、チョークコイル５４に接続された、第二平滑手段である力率改善用平滑コンデンサ５６（以下、単に平滑コンデンサ５６という）の電圧を上昇させ、４００Ｖの直流電圧（４００Ｖ）５７を得る。
【００２６】
続いて、力率改善回路４１が安定した出力電圧を得るための動作について説明する。直流電圧（４００Ｖ）５７は、電圧検出用の力率改善用電圧検出抵抗５８で分圧され、力率改善制御ＩＣ５９（以下、単に制御ＩＣ５９という）のエラーアンプ端子（ＩＮ＋）６０に入力される。ここで、制御ＩＣ５９は、安定した直流電圧（４００Ｖ）５７を得るための制御を行う。制御ＩＣ５９は、基準電圧とエラーアンプ端子（ＩＮ＋）６０に入力された電圧とを比較する。そして、制御ＩＣ５９は、比較結果に基づいて、ＦＥＴ５５のオン、オフのデューティ比を変化させ、スイッチング動作の制御を行う。このようにして、制御ＩＣ５９は、所望の安定した出力電圧が得られるように制御を行う。
【００２７】
（起動時）
続いて、交流電源１の交流電圧が印加されたタイミングである起動時の動作について説明する。力率改善回路４１に交流電圧が印加されると、整流ダイオードブリッジ５３で整流された脈流電圧が発生する。そして、発生した脈流電圧は制御ＩＣ５９に電力を供給するための起動抵抗を介して制御ＩＣ５９に供給され、制御ＩＣ５９の電源端子（Ｖｃｃ）６１の電圧が上昇を開始する。制御ＩＣ５９の電源端子（Ｖｃｃ）６１の電圧が所定の電圧に達すると、制御ＩＣ５９はＦＥＴ５５のスイッチング動作を開始させ、チョークコイル５４のドライブ巻線に交流電圧を発生させる。チョークコイル５４のドライブ巻線は、ドライブ巻線用整流ダイオード６２を介して、制御ＩＣ５９の電源端子（Ｖｃｃ）６１に接続されており、制御ＩＣ５９の電源端子（Ｖｃｃ）６１に電力を供給する。そして、ドライブ巻線用平滑コンデンサ６３により制御ＩＣ５９の電源端子（Ｖｃｃ）６１は、安定した電圧を得ることができる。
【００２８】
（非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作）
続いて、第三変換手段である非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４の説明を行う。力率改善回路４１から出力された直流電圧（４００Ｖ）５７には、トランス４２の一次巻線に流れる電流をオン、オフするスイッチング動作を行うための、第二スイッチング素子である非常夜電源用ＦＥＴ６４（以下、単にＦＥＴ６４という）が接続されている。力率改善回路４１は、トランス４２の一次巻線に電流を供給し、一次側と二次側が絶縁された状態で二次巻線へ電圧変換された交流電圧が供給される。トランス４２の二次巻線に発生した交流電圧は、非常夜電源用二次整流ダイオード６５により整流され、非常夜電源用二次平滑コンデンサ６６により直流電圧（２４Ｖ）４３に平滑される。尚、非常夜電源用電流検出抵抗８０（以下、単に電流検出抵抗８０という）は、電流を検出するための抵抗である。電流検出抵抗８０は、非常夜電源用電源ＩＣ７０（以下、単に電源ＩＣ７０という）の電流検出端子（ＩＳ）８１に接続されている。電源ＩＣ７０は、電流検出端子（ＩＳ）８１によりＦＥＴ６４に流れる電流を検出し、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４の電圧安定化制御や部品の保護を行う。
【００２９】
続いて、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４により安定した出力電圧を得るための動作について説明する。非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４により出力された直流電圧（２４Ｖ）４３は、電圧を検出するための非常夜電源用電圧検出抵抗６７により分圧され、非常夜電源用オペアンプ６８（以下、単にオペアンプ６８という）の反転入力端子に入力される。オペアンプ６８は、非反転入力端子に入力される基準電圧１７と、反転入力端子に入力される電圧とを比較し、誤差情報を出力する。オペアンプ６８から出力された誤差情報は、電流量に変換され、一次側と二次側の絶縁を行うための非常夜電源用電圧制御用フォトカプラ６９（以下、単にフォトカプラ６９という）により、一次側へ伝達される。フォトカプラ６９により一次側へ伝達された誤差情報は、電源ＩＣ７０のエラーアンプ端子（ＩＮ＋）８２に入力される。そして、電源ＩＣ７０は、エラーアンプ端子（ＩＮ＋）８２に入力された誤差情報に基づいて、ＦＥＴ６４のオン幅を制御することにより、安定した直流電圧（２４Ｖ）を得られるようにスイッチング動作の制御を行う。尚、非常夜電源用位相補償用抵抗７１及び非常夜電源用位相補償用コンデンサ７２は、電圧帰還の位相量を保証するための素子である。また、非常夜電源用フォトダイオード用電流制限抵抗７３は、フォトカプラ６９のフォトダイオードに流れる電流を制限するための抵抗である。
【００３０】
（起動時）
続いて、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４の起動時の動作について説明する。電源ＩＣ７０に初期電力を供給するための非常夜電源用起動抵抗７４は、電源ＩＣ７０の電源端子（Ｖｃｃ）７５と直流電圧（４００Ｖ）５７の間に接続されている。力率改善回路４１から出力された直流電圧（４００Ｖ）５７が上昇すると、電源ＩＣ７０の電源端子（Ｖｃｃ）電圧は、徐々に上昇する。電源ＩＣ７０の電源端子（Ｖｃｃ）電圧が所定の電圧に達すると、電源ＩＣ７０は、ＦＥＴ６４のスイッチング動作を開始させる。これにより、トランス４２のドライブ巻線に交流電圧が発生する。トランス４２のドライブ巻線は、ドライブ巻線用整流ダイオード７６を介して電源ＩＣ７０の電源端子（Ｖｃｃ）７５に接続されており、電源ＩＣ７０の電源端子（Ｖｃｃ）７５に電力を供給する。そして、ドライブ巻線用平滑コンデンサ７７により、電源ＩＣ７０の電源端子（Ｖｃｃ）７５は、安定した電圧を得ることができる。
【００３１】
（停止時）
続いて、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４の動作停止時の動作について説明する。非常夜電源用入力電圧検出抵抗８３（以下、単に入力電圧検出抵抗８３という）は、第四抵抗である上側抵抗８３ａと第五抵抗である下側抵抗８３ｂとを有し、平滑コンデンサ５６の端子間に発生する電圧を検出する抵抗である。入力電圧検出抵抗８３の分圧値は、第三保護手段である電源ＩＣ７０の低電圧保護用端子（ＢＯ）８４に入力されている。電源ＩＣ７０は、入力電圧検出抵抗８３の分圧値が第二所定電圧よりも低い低電圧である場合、ＦＥＴ６４などの電力素子にストレスを与えない様にスイッチング動作を停止させる低電圧保護機能を動作させる。入力電圧検出抵抗８３は、特に、直流電圧（４００Ｖ）の電圧が低く、ＦＥＴ６４に過剰な電流が継続して流れ続けることで破損を招くことを防止する目的、即ち、ブラウンアウト対策のために設けられている。
【００３２】
（非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作）
続いて、第四変換手段である非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の説明を行う。非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４から出力された直流電圧（２４Ｖ）４３には、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ制御ＩＣ８５（以下、単に制御ＩＣ８５という）の電源端子（Ｖｃｃ）８６が接続されている。これにより、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４から制御ＩＣ８５へ電力を供給している。尚、制御ＩＣ８５は、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の電圧制御を行う。また、非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４から出力された直流電圧（２４Ｖ）４３は、制御ＩＣ８５への入力電流を検出するための非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ電流検出抵抗８７（以下、単に電流検出抵抗８７という）へも接続されている。そして、制御ＩＣ８５は、電流検出抵抗８７に流れた電流により発生した電圧降下電圧を、電流検出端子（ＩＳ）８８により検出している。第二保護手段である制御ＩＣ８５は、電流検出端子（ＩＳ）８８により検出した結果に基づいて、制御ＩＣ８５の過電流保護機能を動作させている。
【００３３】
第三スイッチング素子である非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ用ＦＥＴ９０（以下、ＦＥＴ９０という）は、電流検出抵抗８７を介して得られる直流電圧を、スイッチング動作により制御する。そして、ＦＥＴ９０は、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ用チョークコイル８９（以下、単にチョークコイル８９という）に電流を供給する。チョークコイル８９は、磁気エネルギーを蓄えるためのコイルである。一方、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ用回生ダイオード９１（以下、単に回生ダイオード９１という）は、ＦＥＴ９０のオフ期間に、ＧＮＤライン３７から回生電流を流す。これにより、回生ダイオード９１は、チョークコイル８９で発生した逆起電圧を抑制している。続いて、チョークコイル８９から流出する電流は、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ用平滑コンデンサ９２により平滑され、直流電圧（５ＶＢ）４５が出力される。
【００３４】
直流電圧（５ＶＢ）４５は、電圧検出用の非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ用電圧検出抵抗９４により分圧され、制御ＩＣ８５のエラーアンプ端子（ＩＮ＋）９５に入力される。制御ＩＣ８５は、基準電圧と、エラーアンプ端子（ＩＮ＋）に入力された電圧とを比較する。そして、制御ＩＣ８５は、比較結果に基づいて、ＦＥＴ９０のオン、オフのデューティ比を変化させ、スイッチング動作の制御を行う。これにより、制御ＩＣ８５は、所望の安定した出力電圧が得られるように制御を行う。
【００３５】
［ゼロクロス回路］
続いて、交流電源１の交流電圧のゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出手段であるゼロクロス回路の説明を行う。交流電源１の交流電圧は、半波整流するゼロクロス用整流ダイオード９６により半波整流され、降圧するためのゼロクロス用分圧抵抗９７により小電圧信号へ変換される。ゼロクロス用分圧抵抗９７により小電圧信号化された交流電圧は、電圧増幅するためにゼロクロス用トランジスタ９８のベースに入力され、ゼロクロスのタイミングでパルス状に変化する信号に変換される。尚、ゼロクロス用トランジスタベース抵抗９９は、ゼロクロス用トランジスタ９８のベース電流を制限するための抵抗である。ゼロクロス用トランジスタ９８のコレクタに発生したパルス波は、絶縁を確保した状態で一次側から二次側へ信号を伝達するためのゼロクロス用フォトカプラ１００を介して、ＣＰＵ３へ伝達される。尚、フォトダイオード電流制限抵抗１０１は、ゼロクロス用フォトカプラ１００のフォトダイオードの電流を制限するための抵抗である。また、フォトトランジスタ電流制限抵抗１０２は、ゼロクロス用フォトカプラ１００のフォトトランジスタの電流を制限するための抵抗である。ゼロクロス回路から出力される信号（以下、ゼロクロス信号という）は、停電の際には信号が停止するため、停電検出のために用いることも可能な信号である。このため、ＣＰＵ３は、ゼロクロス回路が出力したゼロクロス信号に基づいて、即ち、ゼロクロス回路による検出結果に基づいて、停電、即ち、交流電圧の供給が遮断されたことを検出する検出手段として機能する。
【実施例１】
【００３６】
実施例１は、停電時に図６で説明した電源装置における各保護機能を解除させ、常夜電源用の平滑コンデンサ１２と力率改善用の平滑コンデンサ５６に蓄えられたエネルギーを効率良く利用する構成である。ここで、図６で説明した電源装置における各保護機能とは、低電圧保護機能及び過電流保護機能である。これにより、本実施例では、平滑コンデンサ１２の容量の増加を可能な限り抑えた構成で、揮発性記憶デバイスから不揮発性記憶デバイスへのデータ退避時間を確保し、データ退避を行うことで、不揮発性記憶デバイスのエラー状態の発生を防止する。ここで、不揮発性記憶デバイスにエラーが発生した状態とは、不揮発性記憶デバイスへの書き込み中に電源が遮断されることによって、必要なデータの一部が破損した状態で書き込まれていたり、必要なデータが書き込まれていなかったりする状態をいう。尚、本実施例の電源装置が搭載される電子機器においては、リレー４９がオンしている状態で、不揮発性記憶デバイスであるハードディスクへのデータの書き込みが行われているものとする。そして、本実施例の電源装置が搭載される電子機器においては、リレー４９がオフしている省電力の状態では、ハードディスクへのデータの書き込みが行われていないものとする。従って、停電が発生した際に、必要なデータをハードディスクに退避する必要があるのは、電子機器が省電力の状態ではない場合であり、以下の説明において、リレー４９はオンしているものとする。また、必要なデータとは、停電から復帰した際に電子機器が起動するために必要となるデータをいう。
【００３７】
［電源装置の構成］
図１は、本実施例の電源装置の構成を示す回路図であり、図６で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００３８】
（低電圧保護機能の解除）
初めに、低電圧保護機能を停止させる回路の説明を行う。図６で説明したように、低電圧保護機能は、交流電源１がブラウンアウト等の低電圧状態を保持している状態で、電源装置を構成する半導体素子に過度なストレスが持続的に印加されることを保護する。しかし、瞬間的に交流電源１が遮断された場合には、半導体素子に印加されるストレスは比較的軽微なものであり、低電圧保護機能を必要としない。低電圧保護機能は、電源ＩＣのＢＯ端子に印加される電圧が、設定された電圧値より低い場合に動作し、電源ＩＣの動作を停止させる。ここで、電源ＩＣは、例えば図１においては、電源ＩＣ２０及び電源ＩＣ７０である。また、ＢＯ端子は、例えば図１においては、電源ＩＣ２０の低電圧保護用端子（ＢＯ）２９及び電源ＩＣ７０の低電圧保護用端子（ＢＯ）８４である。
【００３９】
本実施例では、停電時に、入力電圧検出抵抗（入力電圧検出抵抗２８の上側抵抗２８ａ、入力電圧検出抵抗８３の上側抵抗８３ａ）を、トランジスタを介して並列接続された抵抗に接続する。これにより、本実施例では、停電時に、電源ＩＣのＢＯ端子に入力される電圧値が切り替わり、電源ＩＣのＢＯ端子に印加される電圧が、低電圧保護機能が動作する電圧よりも下がらないようにしている。具体的には、常夜電源２においては、入力電圧検出抵抗２８の上側抵抗２８ａを、第一トランジスタである入力電圧保護解除用トランジスタ１０７を介して第三抵抗である入力電圧保護解除用抵抗１０９に並列に接続する。ここで、上側抵抗２８ａの一端に入力電圧保護解除用抵抗１０９（以下、単に抵抗１０９という）の一端が接続されている。抵抗１０９の他端は入力電圧保護解除用トランジスタ１０７（以下、単にトランジスタ１０７という）のエミッタに接続され、上側抵抗２８ａの他端はトランジスタ１０７のコレクタに接続されている。
【００４０】
一方、非常夜電源４においては、入力電圧検出抵抗８３の上側抵抗８３ａを、第二トランジスタである入力電圧保護解除用トランジスタ１０８を介して第六抵抗である入力電圧保護解除用抵抗１１０に並列に接続する。ここで、上側抵抗８３ａの一端に入力電圧保護解除用抵抗１１０（以下、単に抵抗１１０という）の一端が接続されている。抵抗１１０の他端は入力電圧保護解除用トランジスタ１０８（以下、単にトランジスタ１０８という）のエミッタに接続され、上側抵抗８３ａの他端はトランジスタ１０８のコレクタに接続されている。そして、制御手段としてのＣＰＵ３から出力される信号により、夫々の電源ＩＣのＢＯ端子の電圧が変化するように動作させる。
【００４１】
まず、停電が発生すると、図６で説明したように、ゼロクロス回路が出力していたゼロクロス信号が停止するため、ＣＰＵ３は停電を検出する。ＣＰＵ３は、停電を検出すると、常夜電源２が有する低電圧保護解除用フォトカプラ駆動用トランジスタ１０３（以下、単にトランジスタ１０３という）に、ハイレベルの低電圧保護解除信号を出力する。また、ＣＰＵ３は、非常夜電源４が有する低電圧保護解除用フォトカプラ駆動用トランジスタ１０４（以下、単にトランジスタ１０４という）にも、ハイレベルの低電圧保護解除信号を出力する。ここで、常夜電源２が有するトランジスタ１０３は、二次側から一次側へ信号を伝達する低電圧保護解除用フォトカプラ１０５をオン、オフするための素子である。また、非常夜電源４が有するトランジスタ１０４は、二次側から一次側へ信号を伝達する低電圧保護解除用フォトカプラ１０６をオン、オフするための素子である。
【００４２】
ＣＰＵ３からトランジスタ１０３、１０４に、ハイレベルの低電圧保護解除信号が出力されると、トランジスタ１０３、１０４がオンする。そして、トランジスタ１０３、１０４がオンすると、低電圧保護解除用フォトカプラ１０５、１０６のフォトダイオードに電流が流れる。低電圧保護解除用フォトカプラ１０５、１０６のフォトダイオードに電流が流れると、夫々のフォトトランジスタがオンされる。ここで、低電圧保護解除用フォトカプラ１０５のフォトトランジスタのコレクタは、入力電圧検出抵抗２８の上側抵抗２８ａと、抵抗１０９とを並列接続させるためのトランジスタ１０７のベースに接続されている。一方、低電圧保護解除用フォトカプラ１０６のフォトトランジスタのコレクタは、入力電圧検出抵抗８３の上側抵抗８３ａと、抵抗１１０とを並列接続させるためのトランジスタ１０８のベースに接続されている。
【００４３】
本実施例では、このような構成によって、停電時に、電源ＩＣ２０の低電圧保護用端子（ＢＯ）２９及び電源ＩＣ７０の低電圧保護用端子（ＢＯ）８４の電圧を上昇させ、低電圧保護機能が動作しないようにしている。言い換えれば、ＣＰＵ３が第一切換手段であるトランジスタ１０７を制御することによって、電源ＩＣ２０のＢＯ端子２９に入力される電圧を、停電になる前の電圧よりも高い電圧に切り換えていると言える。同様に、ＣＰＵ３が第二切換手段であるトランジスタ１０８を制御することによって、電源ＩＣ７０のＢＯ端子８４に入力される電圧を、停電になる前の電圧よりも高い電圧に切り換えていると言える。
【００４４】
尚、抵抗１１１は、低電圧保護解除用フォトカプラ１０５のフォトダイオード電流を制限する抵抗であり、抵抗１１３は、トランジスタ１０３のベース抵抗である。更に、抵抗１１２は、低電圧保護解除用フォトカプラ１０６のフォトダイオード電流を制限する抵抗であり、抵抗１１４は、トランジスタ１０４のベース抵抗である。
【００４５】
（非常夜電源から常夜電源への電力の供給）
続いて、非常夜電源４から常夜電源２へ電力を供給する回路の説明を行う。非常夜電源４から常夜電源２への電力供給は、停電時電力供給用ダイオード１１５により行われる。停電時電力供給用ダイオード１１５は、カソードが常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７の出力側である直流電圧（５ＶＡ）６に接続され、アノードが非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の出力側である直流電圧（５ＶＢ）４５に接続されている。常夜電源２の常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７の出力である直流電圧（５ＶＡ）６と、非常夜電源４の非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の出力である直流電圧（５ＶＢ）４５は、同じ５Ｖ電圧となっている。このため、定常駆動時は、停電時電力供給用ダイオード１１５には電流が流れず、直流電圧（５ＶＡ）６と直流電圧（５ＶＢ）４５は互いに分離されている。一方、停電発生時は、電力供給用ダイオード１１５の順方向電圧が存在するため、直流電圧（５ＶＡ）６と直流電圧（５ＶＢ）４５は互いに分離されている。停電が発生した場合は、初めに常夜電源２側の直流電圧（５ＶＡ）６の電圧が下がる。そして、常夜電源２側の直流電圧（５ＶＡ）６と非常夜電源４側の直流電圧（５ＶＢ）４５との間に電力供給用ダイオード１１５の順方向電圧以上の電圧差が生じると、次のようになる。即ち、停電時電力供給用ダイオード１１５を介して、非常夜電源４側の直流電圧（５ＶＢ）４５から常夜電源２側の直流電圧（５ＶＡ）６へ、電流が流れ込む。
【００４６】
（過電流保護機能の解除）
続いて、非常夜電源４の非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の過電流保護を解除する回路の説明を行う。非常夜電源４側の直流電圧（５ＶＢ）４５には、負荷としてレーザ駆動回路４８が接続されており、常夜電源２側の直流電圧（５ＶＡ）６の負荷であるＵＳＢ（不図示）や常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９と比較すると、レーザ駆動回路４８は比較的低い負荷である。上述したように、本実施例では、停電が発生した場合に、停電時電力供給用ダイオード１１５を介して、直流電圧（５ＶＢ）４５から直流電圧（５ＶＡ）６へ電流が流れるように構成している。しかし、直流電圧（５ＶＡ）６に接続されている負荷に流れる電流が、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の過電流値よりも大きい場合は、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の過電流保護機能が動作し、所望の電圧を保持できない。そこで、本実施例では、停電を検出した場合には、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の過電流保護機能を解除する構成とする。これにより、一時的に非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の電流供給能力を増加させ、直流電圧（５ＶＡ）６の電圧を所望の電圧に保持させる。
【００４７】
続いて、具体的な回路の説明を行う。本実施例では、図１に示すように、電流検出抵抗８７の両端には、この両端をショート（短絡）させるための過電流保護解除用電界効果トランジスタ１１６（以下、単にＦＥＴ１１６という）が接続されている。具体的には、電流検出抵抗８７の一端にＦＥＴ１１６の電流流入端子が接続され、電流検出抵抗８７の他端にＦＥＴ１１６の電流流出端子が接続されている。ＦＥＴ１１６の制御端子であるゲートには、ＦＥＴ１１６を駆動するための過電流保護解除用ＦＥＴ駆動用トランジスタ１１７（以下、単にトランジスタ１１７という）のコレクタが接続されている。そして、トランジスタ１１７のエミッタは、ＧＮＤラインに接続され、トランジスタ１１７のベースは、ＣＰＵ３に接続されている。ＣＰＵ３は、停電を検出すると過電流保護機能を解除するためにハイレベルの過電流保護解除信号を出力し、トランジスタ１１７をオンする。これにより、ＣＰＵ３は、ＦＥＴ１１６をオンさせて、電流検出抵抗８７の両端をショートさせ、制御ＩＣ８５による過電流保護機能を解除する。尚、ベース抵抗１１８は、トランジスタ１１７のベース電流を制限する抵抗である。
【００４８】
［停電発生時の電源装置の動作］
図２は、本実施例の停電発生時のタイムチャートであり、図２を用いて、電源装置からコントローラ１０へ電力を供給できる時間を延長させる動作を説明する。図２（ａ）は交流電源１の交流電圧の波形、図２（ｂ）は上述したゼロクロス回路が出力するゼロクロス信号、図２（ｃ）は平滑コンデンサ１２の電圧を夫々示している。また、図２（ｄ）は平滑コンデンサ５６の電圧、図２（ｅ）は常夜電源２の常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７の出力である直流電圧（５ＶＡ）６、図２（ｆ）は常夜電源２の常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９の出力である直流電圧（３．３Ｖ）８を夫々示している。尚、図２（ｃ）の破線は、整流ダイオードブリッジ１１の出力波形、即ち、平滑コンデンサ１２の入力波形を示している。
【００４９】
図２において、タイミング１１９で、停電が発生したとする。このため、図２（ｂ）に示すように、ゼロクロス回路から出力されるゼロクロス信号は、タイミング１１９以降はローレベルを維持する。ＣＰＵ３は、タイミング１２１で、停電が発生していなければ、ゼロクロス信号の立ち上がりを検出する。しかし、ＣＰＵ３は、タイミング１２１で、ゼロクロス信号がローレベルであるためにゼロクロス信号の立ち上がりを検出できず、停電が発生したことを検出する。
【００５０】
タイミング１１９で停電が発生すると、図２（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ１２の電圧は、減少し始める。従来であれば、平滑コンデンサ１２の電圧が、常夜電源２の低電圧保護電圧１２３以下となったタイミングで、電源ＩＣ２０の低電圧保護機能が動作して、常夜電源２が停止する。このため、従来では、コントローラ１０へ必要なデータを退避するための時間は、図２に示す時間１２４（以降、データ退避時間１２４という）であり、十分な時間を確保できなかった。一方、本実施例では、ＣＰＵ３が停電を検出したタイミング１２１で、常夜電源２の電源ＩＣ２０による低電圧保護機能を解除し、必要なデータを退避する時間を延長させる。即ち、ＣＰＵ３は、上述したように、タイミング１２１で、常夜電源２が有するトランジスタ１０３に、ハイレベルの低電圧保護解除信号を出力することにより、電源ＩＣ２０の低電圧保護機能を解除する。
【００５１】
ＣＰＵ３が常夜電源２の電源ＩＣ２０による低電圧保護機能を解除しているため、図２（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ１２の電圧が低くなっても、常夜電源２は動作を続けている。そして、常夜電源２から電力供給ができなくなるタイミング１２５で、停電時電力供給用ダイオード１１５を介して非常夜電源４の直流電圧（５ＶＢ）４５から常夜電源２の直流電圧（５ＶＡ）６へ電流が流れ込む。ここで、上述したように、ＣＰＵ３は、停電を検出すると、ハイレベルの過電流保護解除信号を出力し、制御ＩＣ８５の過電流保護機能も解除している。このため、図２（ｆ）に示すように、タイミング１２５以降においても、常夜電源２の出力である直流電圧（３．３Ｖ）８の電圧は保持される。
【００５２】
図２（ｄ）には、平滑コンデンサ５６の電圧を示している。平滑コンデンサ５６は、アクチュエータ類４７を駆動するための非常夜電源４の一次側の平滑コンデンサである。このため、平滑コンデンサ１２よりも多くのエネルギーを蓄えている。本実施例では、常夜電源２と非常夜電源４の低電圧保護機能を解除することと、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６の過電流保護機能を解除することにより、従来のデータ退避時間１２４に加えて、新たにデータ退避時間１２６を確保することができる。尚、図２（ｄ）において、タイミング１２５以降で、平滑コンデンサ５６の電圧を示すグラフの傾きが急になっているが、これは、上述したように、非常夜電源４から常夜電源２へ電力の供給が開始されたためである。非常夜電源用絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４４の電源ＩＣ７０でも、電源ＩＣ２０と同様に低電圧保護電圧１２３に相当する低電圧保護電圧が設定されている。しかし、上述したように、本実施例ではＣＰＵ３が電源ＩＣ７０の低電圧保護機能も解除しているため、平滑コンデンサ５６が低い電圧となっても、平滑コンデンサ５６に蓄えられた電力を利用することができる。
【００５３】
このように、本実施例では、ＣＰＵ３が低電圧保護機能を解除することにより、平滑コンデンサ１２の電圧が低電圧保護電圧１２３になったタイミングからタイミング１２５までの時間分、データ退避時間を延長することができる。本実施例では、ＣＰＵ３が過電流保護機能を解除することにより、更に、タイミング１２５から平滑コンデンサ５６による電力供給ができなくなるまでの時間分、データ退避時間を延長することができる。
【００５４】
尚、図２（ｅ）で、タイミング１１９で停電が発生したため、直流電圧（５ＶＡ）６がタイミング１２５で減少している。タイミング１２５で減少した分の電位差が、停電時電力供給用ダイオード１１５の順方向電圧よりも大きくなり、非常夜電源用非絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ４６から常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９への電力供給が行われる。
【００５５】
以上、説明したように、本実施例では、停電時に各保護回路の機能を解除させ、常夜電源用の平滑コンデンサ１２と力率改善用の平滑コンデンサ５６に蓄えられたエネルギーを利用している。これにより、一次側の平滑コンデンサである平滑コンデンサ１２の容量の増加を可能な限り抑えた構成でデータ退避時間を確保し、コントローラ１０によるデータ退避動作を行い、不揮発性デバイスのエラー状態の発生を防止することができる。これにより、電源装置の大型化やコストの増加、非効率化を抑制することもできる。尚、本実施例では、各保護回路を同時、即ち、停電検出時に解除する構成で説明を行ったが、各保護回路を個別に解除する構成としてもよい。このような構成においても、停電発生からコントローラ１０へ電力を供給する時間を延長できる。また、本実施例では、非常夜電源４の力率改善回路４１を用いて説明したが、力率改善回路を用いない構成としてもよい。具体的には、整流ダイオードブリッジ５３により全波整流された脈流出力間に平滑コンデンサ５６を接続することにより、第三変換手段としてＡＣ−ＤＣコンバータを用いる構成とする。このように、力率改善回路を用いない平滑回路であっても、力率改善回路を用いる場合と同様の効果が得られる。
【００５６】
以上、本実施例によれば、停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、電力を供給できる時間を延長することができる。
【実施例２】
【００５７】
実施例２では、実施例１で説明した常夜電源２、非常夜電源４の２電源方式ではなく、１つのＡＣ−ＤＣ電源で構成された電源装置を説明する。本実施例では、このような電源装置において停電が発生した際に、低電圧保護回路を解除し、データ退避時間を延長して、コントローラ１０によるデータ退避動作を行い、不揮発性記憶デバイスのエラー状態の発生を防止する。
【００５８】
［電源装置の構成］
図３は、本実施例の電源装置の回路図である。本実施例の電源装置は、交流電源１から直流電圧（２４Ｖ）４３を生成するＡＣ−ＤＣコンバータ１２８と、直流電圧（２４Ｖ）４３から直流電圧（３．３Ｖ）８を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ１２９から構成される。直流電圧（２４Ｖ）４３には、アクチュエータ類４７とＤＣ−ＤＣコンバータ１２９が接続されている。また、直流電圧（３．３Ｖ）８には、ＣＰＵ３やコントローラ１０、レーザ駆動回路４８が接続されている。
【００５９】
本実施例において、第一変換手段であるＡＣ−ＤＣコンバータ１２８は、実施例１で説明した常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ７の出力電圧を２４Ｖへ変更したものである。また、本実施例において、第二変換手段であるＤＣ−ＤＣコンバータ１２９は、実施例１で説明した常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ９の入力電圧を２４Ｖに変更したものである。このため、図１の常夜電源２で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、本実施例の電源装置は、ゼロクロス回路を備えており、ゼロクロス回路の構成も実施例１の図１で説明した構成と同じであるため、同じ符号を付し、説明は省略する。本実施例でも、実施例１で説明したように、低電圧保護機能を有する回路が設けられており、ブラウンアウト等の交流電源１の電圧が低くなった場合に、電源装置を構成する部品にストレスがかからないよう、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２８の動作を停止させる。
【００６０】
ここで、停電が発生した場合、ＣＰＵ３は、低電圧保護機能を解除する信号（低電圧保護解除信号）を出力し、電源ＩＣ２０の低電圧保護用端子（ＢＯ）の電圧を上昇させる。そして、平滑コンデンサ１２に蓄えられたエネルギーを使い切るまで動作させることでデータ退避時間を延長させ、コントローラ１０によるデータ退避動作を行う。
【００６１】
［停電発生時の電源装置の動作］
図４は、本実施例の停電発生時のタイムチャートであり、図４を用いて、コントローラ１０への電力の供給時間を延長させる動作を説明する。図４（ａ）は交流電源１の交流電圧の波形、図４（ｂ）は上述したゼロクロス回路が出力するゼロクロス信号を夫々示している。また、図４（ｃ）はＡＣ−ＤＣコンバータ１２８の平滑コンデンサ１２の電圧、図４（ｄ）はＤＣ−ＤＣコンバータ１２９の出力である直流電圧（３．３Ｖ）８を夫々示している。本実施例でも、実施例１と同様に、タイミング１１９で停電が発生し、タイミング１２１でＣＰＵ３がゼロクロス信号に基づいて停電を検出した際に、ＣＰＵ３は、ハイレベルの低電圧保護解除信号を出力し、電源ＩＣ２０の低電圧保護機能を解除する。これにより、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２８の平滑コンデンサ１２の電圧が、低電圧保護電圧１２３以下となっても、電源ＩＣ２０の低電圧保護機能は動作せず、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９の出力である直流電圧（３．３Ｖ）８は維持される。そして、本実施例においても、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２８の平滑コンデンサ１２が電力供給できなくなるタイミング１２５まで、従来のデータ退避時間１２４に加えて、更に時間１３０の分を延長できる。これにより、コントローラ１０がＲＡＭ等の揮発性記憶デバイスに記憶されている必要なデータを、ハードディスク等の不揮発性記憶デバイスに退避する時間を確保することができる。
【００６２】
以上説明したように、１つのＡＣ−ＤＣコンバータで構成された電源装置においても、停電発生時に低電圧保護機能を解除する構成とする。これにより、１つのＡＣ−ＤＣコンバータで構成された電源装置であっても、ＡＣ−ＤＣコンバータの平滑コンデンサの容量の増加を可能な限り抑えた構成でコントローラ１０によるデータ退避動作を行うことができ、ハードディスクのエラー状態の発生を防止することができる。
【００６３】
以上、本実施例によれば、停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、電力を供給できる時間を延長することができる。
【実施例３】
【００６４】
実施例１、２で説明した電源装置を備える画像形成装置について説明する。ここで、実施例１、２で説明した電源装置は、画像形成装置の低圧電源、即ちコントローラ１０（制御部）やモータ等の駆動部、即ちアクチュエータ類４７へ電力を供給する電源として適用されている。以下に、実施例１、２の電源装置を備えた画像形成装置の構成を説明する。
【００６５】
［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図５に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ３００は、レーザ駆動回路４８（図１、図３等参照）により駆動された半導体レーザによりレーザ光を出射する露光装置３１３と、露光装置３１３により静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム３１１と、を備えている。また、レーザビームプリンタ３００は、感光ドラム３１１を一様に帯電する帯電部３１７（帯電手段）、感光ドラム３１１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部３１２（現像手段）を備えている。更に、レーザビームプリンタ３００は、不図示の不揮発性記憶デバイスであるハードディスクを備えている。レーザビームプリンタ３００は、画像形成動作を行う通常モードと、消費電力を低減させる省電力モードとで稼働することが可能である。レーザビームプリンタ３００は、通常モード中には、ハードディスクへの必要なデータ（情報）の書き込みを頻繁に行っている。
【００６６】
レーザビームプリンタ３００は、感光ドラム３１１に現像されたトナー像をカセット３１６から供給された記録材としてのシート（不図示）に転写部３１８（転写手段）によって転写する。そして、レーザビームプリンタ３００は、シートに転写したトナー像を定着器３１４で定着してトレイ３１５に排出する。この感光ドラム３１１、帯電部３１７、現像部３１２、転写部３１８が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ３００は、実施例１、２で説明した電源装置４００を備えている。尚、実施例１、２の電源装置４００を適用可能な画像形成装置は、図５に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム３１１上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
【００６７】
レーザビームプリンタ３００は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御する図５には不図示のコントローラ１０（図１、図３等参照）を備えており、実施例１、２に記載の電源装置４００は、例えばコントローラ１０に電力を供給する。また、実施例１、２に記載の電源装置４００は、感光ドラム３１１を回転するため又はシートを搬送する各種ローラ等を駆動するためのモータ等の駆動部であるアクチュエータ類４７（図１、図３等参照）に電力を供給する。本実施例の画像形成装置は、実施例１又は２で説明した電源装置４００を備えており、通常モード中にＣＰＵ３が停電を検出すると、前述したハイレベルの低電圧機能解除信号を出力する。これによりＣＰＵ３は、電源ＩＣ２０及び電源ＩＣ７０の低電圧保護機能を解除するため、データ退避時間を延長することができる。更に、実施例１の電源装置４００を備えている画像形成装置では、ＣＰＵ３が停電を検出すると、更に、ハイレベルの過電流保護解除信号も出力し、制御ＩＣ８５の過電流保護機能を解除するため、更にデータ退避時間を延長することができる。
【００６８】
以上本実施例によれば、停電が発生した際に、電源装置の一次側の平滑コンデンサの容量を増加することなく、より長く電力を供給できる時間を確保することができる。そして、本実施例の画像形成装置においては、電源装置において確保された、電力を供給できる時間を利用して、停電から復帰した際に画像形成装置が起動するために必要なデータを、コントローラ１０によりハードディスクに退避することができる。これにより、画像形成装置が備えるハードディスクのエラー状態の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００６９】
３    ＣＰＵ
５    トランス
７    常夜ＡＣ−ＤＣコンバータ
９    常夜ＤＣ−ＤＣコンバータ
１２  平滑コンデンサ
１３  ＦＥＴ
２０  電源ＩＣ
【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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