(57)【要約】【課題】  ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、電源オフ時の残留電荷を急激に逃がせるようにする。【解決手段】  第１のスイッチング部Ｑ１は一端が直流電源に接続され、第２のスイッチング部Ｑ２は第１のスイッチング部Ｑ１に一端が直列接続され他端が共通電位に接続される。コントロール部１は、第１、第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２を高周波周期で交互にオンオフスイッチングさせて第１、第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２の接続点Ｐ１の電位を可変する。平滑回路５は、平滑コンデンサＣを有し接続点Ｐ１の電位を平滑して負荷側へ直流電源を供給する。スイッチ部ＳＷは、電源オフ制御信号Ｓ３に基づき第２のスイッチング部Ｑ２をオン状態にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が直流電源に接続された第１のスイッチング部と、
この第１のスイッチング部に一端が直列接続され他端が共通電位に接続された第２のスイッチング部と、
前記第１および第２のスイッチング部を高周波周期で交互にオンオフスイッチングさせて第１および第２のスイッチング部の接続点の電位を可変するコントロール部と、
平滑コンデンサを有し前記接続点の電位を平滑して負荷側に直流電源を供給する平滑部と、
電源オフ制御信号に基づき前記第２のスイッチング部をオン状態にするスイッチと、
を具備することを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチング部がオフのときのみ、前記電源オフ制御信号に基づき前記第２のスイッチング部をオン状態にするスイッチ制御部を備える請求項１記載の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源制御装置に係り、例えば、電子写真方式の複写機、ファクシミリ機、プリンタ又はこれらの機能を搭載した複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の画像形成装置に用いて好適する電源制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置にあっては、一般に、原稿上の画像情報から画像データを光学的に読み取り、その画像データに基づきトナー像を形成して用紙に転写定着させて印刷する印刷（印字）機能の他、画像データに対する種々の画像処理機能、画像データをファクシミリ送受信するファクシミリ機能、その他種々の画像データ処理機能を有している。
【０００３】
そして、画像形成装置では、それら諸機能を実現するために、種々の電子回路やモータ等の構成要素を有しており、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて異なる電圧の直流電源を生成してそれらに供給している。
【０００４】
ところが、それら構成要素を確実に起動動作させるためには、図３Ａに示すように、電源オン時に種々のＤＣ−ＤＣコンバータを起動して所望レベルの直流電源を生成するとともに、電源オフ時にそれらＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電源を速やかに低下させることが求められる。図３の波形は個々のＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電源電圧である。
【０００５】
特に近年、電子回路毎にＣＰＵを搭載して制御する構成が増加し、供給電源のオンオフ順序（シーケンス）が決められる傾向にある。
【０００６】
このような状況の下で、電源をオフして動作を停止させる場合、出力負荷が小さくなるとＤＣ−ＤＣコンバータに内蔵されたり外部接続された平滑用コンデンサの充電電荷によって残留電圧が残り易い。
【０００７】
そのため、個々の電子回路において電源オフ時に残留電荷量によって誤動作を発生させる心配があり、複数のＤＣ−ＤＣコンバータによって異なる電源を生成して動作させる電子回路にあっては、負荷によって電源オフ時の残留電荷量が異なり、図３Ｂに示すように、電源をオフしても残留電圧の影響によって残留電源電圧の逆転を生じ、動作シーケンスを崩してしまうので、速やかに残留電荷を逃がす工夫が求められている。
【０００８】
従来、残留電荷を逃がす構成として、例えば特開２０００−１０２２４８号公報（特許文献１）のような多出力スイッチング電源装置が提案されている。
【０００９】
この特許文献１は、１次直流電圧検出回路とスイッチ回路と放電回路とを有し、１次直流電圧検出回路により２次側巻線に誘起される電力の負の電圧を整流平滑することによって得られる比較電圧を検出し、この比較電圧の絶対値が基準電圧以下であると、直流電圧の供給を遮断するようにスイッチ回路を強制的に開動作させるとともに、放電回路により直流電圧の出力端子に接続された外部負荷側の蓄積電荷を放電させる構成を有し、コストの上昇を招くことなく、交流電力の入力が遮断されたときに、出力側の負荷状態に影響されずに複数の出力電圧をそれぞれ所定の順序で降下させるシーケンスを確実に実行できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１０２２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１では、交流入力電源から複数の電源を生成する場合の電源オフシーケンスに関して、トランスの２次巻線からの検出電圧を使用してトランジスタ等の放電手段により電荷を放電する構成であるから、残留電荷を放電するために、トランジスタ等のデバイスを新たに追加して回路構成を付加する必要があり、コストアップとなってしまう難点がある。
【００１２】
もっとも、電源オフ時の残留電荷を逃がすためにブリーダ抵抗を挿入する方法もあるが、通常動作時にも電流を流してしまうため、消費電力効率が良くない。
【００１３】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、電源効率を低下させることなく、追加部品数も極力少なくして電源オフ時の残留電荷を速やかに放電することが可能な電源制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのような課題を解決するために本発明の請求項１に係る電源制御装置は、一端が直流電源に接続された第１のスイッチング部と、この第１のスイッチング部に一端が直列接続され他端が共通電位に接続された第２のスイッチング部と、それら第１および第２のスイッチング部を高周波周期で交互にオンオフスイッチングさせて第１および第２のスイッチング部の接続点の電位を可変するコントロール部と、平滑コンデンサを有しその接続点の電位を平滑して負荷側に直流電源を供給する平滑部と、電源オフ制御信号に基づき第２のスイッチング部をオン状態にするスイッチと、を具備している。
【００１５】
本発明の請求項２に係る電源制御装置は、前記第１のスイッチング部がオフのときのみ、前記電源オフ制御信号に基づき前記第２のスイッチング部をオン状態にするスイッチ制御部を備える構成である。
【発明の効果】
【００１６】
このような本発明の請求項１に係る電源制御装置では、第１および第２のスイッチング部を高周波周期で交互にオンオフスイッチングさせて第１および第２のスイッチング部の接続点の電位を可変する状況において、電源オフ制御信号が入力されたとき、第２のスイッチング部をオン状態にするから、電源オフ時に、残留電荷が第２のスイッチング部を介して放電され、残留電荷を速やかに放電することが可能で、電源効率を低下させることなく、追加部品数も極力少なくすることが可能である。
【００１７】
本発明の請求項２に係る電源制御装置では、第１のスイッチング部がオフのときのみ、電源オフ制御信号に基づき第２のスイッチング部をオン状態にするスイッチ制御部を備えるから、第１および第２のスイッチング部が同時にオンとなることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る電源制御装置の実施の形態を示す概略回路図である。
【図２】本発明に係る電源制御装置の動作を説明する波形図である。
【図３】従来の電源制御装置における参考となる動作を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る電源制御装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る電源制御装置の実施の一形態を示す概略回路図である。
【００２１】
図１において、例えば５Ｖの直流電源と共通電位であるアースの間には、第１のスイッチング部Ｑ１および第２のスイッチング部Ｑ２が直列接続されており、第１のスイッチング部Ｑ１が高電位側（Ｈ側）に、第２のスイッチング部Ｑ２が低電位側（Ｌ側）に位置している。
【００２２】
第１のスイッチング部Ｑ１は５Ｖの直流電源にドレインが接続された例えばＮ型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、第２のスイッチング部Ｑ２はドレインが第１のスイッチング部Ｑ１のソースに接続され、ソースがアースに接続された同じＮ型ＦＥＴである。
【００２３】
第１のスイッチング部Ｑ１のゲートにはコントロール部１からのオンオフ制御信号Ｓ１が接続されている。
【００２４】
第２のスイッチング部Ｑ２のゲートにはスイッチＳＷからの出力信号Ｓ４が接続され、このスイッチＳＷの入力には、コントロール部１からのオンオフ制御信号Ｓ２と５Ｖの直流電源が接続されている。
【００２５】
スイッチＳＷの切替え信号入力部ａには、スイッチ制御部３からの制御信号Ｓ５が接続されている。スイッチＳＷは、この制御信号Ｓ５に基づき出力信号Ｓ４として、コントロール部１のオンオフ制御信号Ｓ２と５Ｖの直流電源（すなわち「Ｈ」状態）のいずれかを選択出力する機能を有する。
【００２６】
コントロール部１は、所定の直流電源、例えば上述した５Ｖの直流電源によって動作し、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２を高周波周期で交互にオンオフスイッチングさせ、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２の接続点Ｐ１の電位を可変する機能を有している。
【００２７】
すなわち、コントロール部１は、５Ｖの直流電源を例えば１ＭＨｚの高周波オンオフ制御信号Ｓ１、Ｓ２を第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２のゲートに印加し、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２を１ＭＨｚで交互にオンスイッチングさせるものである。
【００２８】
なお、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２のゲートに印加するオンオフ制御信号Ｓ１、Ｓ２は、図２に示すように、「Ｈ」状態と「Ｌ」状態が互いに逆位相になっている。
【００２９】
コントロール部１は、図示しない電源のオフ状態を検出した電源オフ制御信号Ｓ３の入力によって、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２のゲートに印加するオンオフ制御信号Ｓ１、Ｓ２を全て「Ｌ」状態にする機能を有している。
【００３０】
図１中の符号３はスイッチ制御部であり、コントロール部１から第１のスイッチング部Ｑ１のゲートに印加するオンオフ制御信号Ｓ１および電源オフ制御信号Ｓ３が入力され（図２参照）、双方の信号が「Ｌ」状態であれば、「Ｈ」状態をスイッチＳＷの切替え信号入力部ａに制御信号Ｓ５として出力するロジック回路（ＡＮＤ回路）であり、コントロール部１と同様の電源で動作する。
【００３１】
スイッチＳＷは、切替え信号入力部ａの制御信号Ｓ５が「Ｈ」状態で５Ｖの直流電源（すなわち「Ｈ」状態）を選択し、「Ｌ」状態でコントロール部１のオンオフ制御信号Ｓ２を選択する機能を有する。
【００３２】
なお、図１中の符号Ｒ１は抵抗であり、スイッチ制御部３による容量分を第１のスイッチング部Ｑ１の動作に影響させないためのものである。
【００３３】
第１のスイッチング部Ｑ１のソースと第２のスイッチング部Ｑ２のドレインとの接続点Ｐ１には、平滑コイルＣＨを介して平滑コンデンサＣの一端が接続されており、平滑コンデンサＣの他端がアースに接続され、平滑回路５が形成されている。
【００３４】
平滑コイルＣＨと平滑コンデンサＣとの接続点Ｐ２には図示しない負荷回路が接続されている。以上の回路が全体としてＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。
【００３５】
次に、本発明に係る電源制御装置の動作を図２を参照して簡単に説明する。
【００３６】
電源がオン状態であって電源オン制御信号Ｓ３が「Ｈ」状態の下において、コントロール部１は５Ｖの直流電源によって動作し、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２のゲートに対し、１ＭＨｚの互いに逆位相のオンオフ制御信号Ｓ１、Ｓ２を第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２のゲートに印加する。
【００３７】
ここで、オンオフ制御信号Ｓ２は、スイッチＳＷの入力部に印加されるが、電源オン制御信号Ｓ３が「Ｈ」状態であり、スイッチ制御部３の制御信号Ｓ５が「Ｌ」となり、スイッチＳＷはコントロール部１のオンオフ制御信号Ｓ２を選択するので、オンオフ制御信号Ｓ２がそのまま出力信号Ｓ４として第２のスイッチング部Ｑ２のゲートに印加される。
【００３８】
これにより、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２が１ＭＨｚで交互にオンスイッチングし、図２に示すように、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２の接続点Ｐ１の電位が、それに合わせてノコギリ歯状に変化する。
【００３９】
すなわち、第１のスイッチング部Ｑ１がオンで第２のスイッチング部Ｑ２がオフする期間では、接続点Ｐ１から電流が平滑コイルを介して平滑コンデンサＣに流れてこれが充電されるとともに接続点Ｐ１の電圧が上昇し、第１のスイッチング部Ｑ１がオフで第２のスイッチング部Ｑ２がオンする期間では、平滑コンデンサＣから平滑コイルＣＨおよび第２のスイッチング部Ｑ２を介して電荷がアースに流れて平滑コンデンサＣが放電するとともに接続点Ｐ１の電圧が降下する。
【００４０】
一方、これらの過程で接続点Ｐ２の電圧が平滑回路３によって平滑され、負荷回路に直流電源が供給される。
【００４１】
電源がオフされて電源オフ制御信号Ｓ３が「Ｌ」状態になると、コントロール部１から第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２のゲートに印加するオンオフ制御信号Ｓ１、Ｓ２が「Ｌ」状態になり、スイッチ制御部３の双方の入力が「Ｌ」状態となり、スイッチ制御部３の制御信号Ｓ５が「Ｈ」状態となる。これによってスイッチＳＷは、５Ｖの直流電源（すなわち「Ｈ」状態）を選択し、スイッチＳＷの出力信号Ｓ４が「Ｈ」状態となり、第２のスイッチング部Ｑ２のみがオン状態となる一方、第１のスイッチング部Ｑ１はオフ状態が維持される。
【００４２】
そのため、平滑コンデンサＣに充電された電荷が第２のスイッチング部Ｑ２を介してアースに流れて放電され、平滑コンデンサＣの残留得電荷が急激に減少して接続点Ｐ２の電位が急激に低下し、負荷回路への電源供給が停止される。
【００４３】
ここで、スイッチ制御部３は、必ずしも必要ではなく、電源オフ制御信号Ｓ３をその信号レベルを反転させて、直接スイッチＳＷの制御信号Ｓ５として入力させても良い。
【００４４】
なお、電源がオフされた時のコントロール部１、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２の動作は、５Ｖの直流電源の残留電圧によってなされる。
【００４５】
このように、本発明の電源制御装置は、一端が直流電源に接続された第１のスイッチング部Ｑ１と、この第１のスイッチング部Ｑ１に一端が直列接続され他端が共通電位に接続された第２のスイッチング部Ｑ２と、それら第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２を高周波周期で交互にオンオフスイッチングさせて第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２の接続点Ｐ１の電位を可変するコントロール部１と、平滑コンデンサＣを有しその接続点Ｐ１の電位を平滑して負荷側へ直流電源を供給する平滑回路５と、電源オフ制御信号に基づき第２のスイッチング部Ｑ２をオン状態にするスイッチＳＷと、を具備している。
【００４６】
そのため、電源オフ時には、平滑コンデンサＣに充電された電荷が第２のスイッチング部Ｑ２を介してアースに流れて放電され、平滑コンデンサＣの残留得電荷が急激に減少し、負荷回路に対する残留電荷の影響を回避させることが可能である。
【００４７】
しかも、スイッチＳＷは電源オンオフ時のみ動作制御するため、通常動作時の消費電力効率に影響を与えないし、第２のスイッチング部Ｑ２をそのまま用い、スイッチＳＷを１個追加すれば構成可能であるから、追加部品点数が少なく、低コストでの実現が可能である。通常動作時にはスイッチＳＷが動作しないから、消費電力効率が良好で、電源効率も高く維持可能である。
【００４８】
しかも、第１のスイッチング部Ｑ１がオフのときのみ、電源オフ制御信号Ｓ３に基づき第２のスイッチング部Ｑ２をオン状態にするスイッチ制御部３を備えるから、第１および第２のスイッチング部Ｑ１、Ｑ２が同時にオンとなることがなく、誤動作防止も可能である。
【００４９】
特に、本発明の電源制御装置は、電源オフ時の負荷容量の違いによって供給電源の降下時間を異らせることが少なく、部品点数の増加およびコストアップを抑えて残留電荷を消費させ、電源オフ時のシーケンスを守れるから、直流電源から複数の直流電源を生成し、電源毎にオンオフシーケンスを取る必要がある構成において有用である。
【００５０】
なお、本発明において、電源オフ制御とは、電源制御装置を搭載した装置全体の電源オフを検出した制御信号であったり、装置に配置された電源制御装置の搭載された個々の回路基板における電源オフを検出して制御信号を含むものである。
【００５１】
ところで、本発明に係る電源制御装置は、複写、ファクシミリ機、複合機等の画像形成装置に限らず、種々の電子機器において実施可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  コントロール部
３  スイッチ制御部（ロジック回路）
５  平滑回路
Ｃ  平滑コンデンサ
ＣＨ  平滑コイル
Ｑ１  第１のスイッチング部
Ｑ２  第２のスイッチング部
Ｐ１、Ｐ２  接続点
ＳＷ  スイッチ
Ｓ１、Ｓ２  オンオフ制御信号
Ｓ３  電源オフ制御信号
Ｓ４  出力信号
Ｓ５  制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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