【手続補正書】
【提出日】平成28年4月15日(2016.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
ソース端子に前記電源から電力が供給され、ドレイン端子に負荷が接続され、ゲート端子にゲート電圧が印加され、当該ゲート電圧が予め定められた基準電圧値を超えた場合にオンし、前記ドレイン端子から前記負荷に前記電力を供給するスイッチトランジスターと、
前記ドレイン端子におけるドレイン電圧の立ち上がり時における傾きを検出する傾き検出部と、
前記ゲート端子にパルス信号を供給する信号供給部と、を備え、
前記信号供給部は、前記ドレイン電圧の立ち上がり時に、
前記傾き検出部により検出された傾きが予め定められた下限値以下の場合、
前記パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ増加させ、
前記傾き検出部により検出された傾きが予め定められた上限値よりも大きい場合、
前記パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ減少させる電源回路。
【請求項２】
コンデンサと抵抗とからなる時定数回路を備え、
前記ゲート端子には、前記時定数回路から前記ゲート電圧が印加される請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記時定数回路は、
一端が接地され、他端が前記ゲート端子に接続されたコンデンサと、
一端が前記コンデンサの前記他端と前記ゲート端子との間に接続され、他端に前記パルス信号が前記信号供給部から供給される抵抗と、を備える請求項２に記載の電源回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電源回路と、
記録媒体に対して画像形成を行う画像形成部と、
前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
前記スイッチトランジスターの前記ドレイン端子には、前記制御部の負荷が接続される画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】電源回路、及び画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナー機能等を有するデジタル複合機等の電子機器では、電源は複数のＤＣ／ＤＣコンバーターに分割され、各ＤＣ／ＤＣコンバーターから、対応付けられた制御基板内の各構成ユニットに電力が供給される。それぞれの構成ユニットに電源を供給するシーケンス、及び、それぞれの構成ユニットの電源を遮断するシーケンスは予め定められている。上記シーケンス制御を実現する回路としては、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）を備えた電源シーケンス回路が知られている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電源シーケンス回路においては、ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力端子に接続されているコンデンサ等の負荷の経年変化により当該負荷の容量が減少すると、ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力端子における電圧の立ち上がりが急峻になる。その結果、当該ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力端子における電圧が立ち上がるタイミングと、当該ＤＣ／ＤＣコンバーターの他のＤＣ／ＤＣコンバーターの出力端子における電圧が立ち上がるタイミングと、が合わなくなってしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ＤＣ／ＤＣコンバーターに接続されている負荷の容量が経年変化によって減少しても、当該ＤＣ／ＤＣコンバーターの出力端子における電圧の立ち上がり時における傾きを負荷の容量が経年変化する前と同じような傾きになるように制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る電源回路は、電源と、
ソース端子に前記電源から電力が供給され、ドレイン端子に負荷が接続され、ゲート端子にゲート電圧が印加され、当該ゲート電圧が予め定められた基準電圧値を超えた場合にオンし、前記ドレイン端子から前記負荷に前記電力を供給するスイッチトランジスターと、
前記ドレイン端子におけるドレイン電圧の立ち上がり時における傾きを検出する傾き検出部と、
前記ゲート端子にパルス信号を供給する信号供給部と、を備え、
前記信号供給部は、前記ドレイン電圧の立ち上がり時に、
前記傾き検出部により検出された傾きが予め定められた下限値以下の場合、
前記パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ増加させ、
前記傾き検出部により検出された傾きが予め定められた上限値よりも大きい場合、
前記パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ減少させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源に接続されている負荷の容量が経年変化によって減少しても、当該電源の出力端子における電圧の立ち上がり時における傾きを負荷の容量が経年変化する前と同じような傾きになるように制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源回路、及び画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【図２】画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。
【図３】電源回路の回路図である。
【図４】各種の波形を示す図である。
【図５】各種の波形を示す図である。
【図６】各種の波形を示す図である。
【図７】（Ａ）は、負荷の容量が経年変化に伴って減少する前の電圧の立ち上がり時における波形の一例である。（Ｂ）は、電圧の立ち上がり時における波形の調整範囲の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６及び原稿読取部５等を備えて構成されている。
【００１１】
操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。
【００１２】
画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。
【００１３】
画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、原稿読取動作により生成された画像データ又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。
【００１４】
中間転写ベルト１２５上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５Ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が記録紙Ｐ上のトナー像を熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。
【００１５】
給紙部１４は、複数の給紙カセットを備える。制御部１００（図２）は、操作者による指示で指定されたサイズの記録紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー１４５を回転駆動させて、各給紙カセットに収容されている記録紙Ｐをニップ部Ｎに向けて搬送させる。
【００１６】
尚、画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１２より一方の面に画像が形成された記録紙Ｐを、排出ローラー対１５９にニップされた状態とした後、記録紙Ｐを排出ローラー対１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対１９により、ニップ部Ｎ及び定着部１３に対して記録紙Ｐの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部１２により記録紙の他方の面に画像が形成される。
【００１７】
図２は、画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。画像形成装置１は、制御ユニット１０、原稿給送部６、原稿読取部５、画像形成部１２、画像メモリー３２、ＨＤＤ９２、定着部１３、駆動モーター７０、操作部４７、ファクシミリ通信部７１及びネットワークインターフェイス部９１等を備える。尚、図１を用いて説明した構成要素と同じものには同じ番号を付し、説明を省略する。
【００１８】
原稿読取部５は、制御ユニット１０に備えられる制御部１００による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する読取機構１６３（図１）を備える。原稿読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。
【００１９】
画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存したりする領域である。
【００２０】
ＨＤＤ９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。
【００２１】
駆動モーター７０は、画像形成部１２の各回転部材及び搬送ローラー対１９等に回転駆動力を付与する駆動源である。
【００２２】
ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。
【００２３】
ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内又はインターネット上のパーソナルコンピューター等の外部装置３００と種々のデータの送受信を行う。
【００２４】
制御ユニット１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成される回路基板である。制御ユニット１０は、制御部１００と、電源制御部２００と、を備える。制御部１００は、画像形成装置１の全体的な動制御を司る。なお、電源制御部２００の詳細は後述する。
【００２５】
制御部１００は、原稿給送部６、原稿読取部５、画像形成部１２、画像メモリー３２、ＨＤＤ９２、定着部１３、駆動モーター７０、操作部４７、ファクシミリ通信部７１及びネットワークインターフェイス部９１等と接続され、これら各部の制御を行う。
【００２６】
制御ユニット１０は、画像処理プログラムに従った動作により、制御部１００、及び電源制御部２００として機能する。但し、当該制御部１００は、制御ユニット１０による画像処理プログラムに従った動作によらず、それぞれハード回路により構成することも可能である。以下、特に触れない限り、各実施形態について同様である。
【００２７】
図３は、電源回路２の回路図である。電源回路２は、時定数回路２０と、ＦＥＴ２１と、ＤＣ／ＤＣコンバーター（電源）２２と、電源制御部２００とを備える。ＦＥＴ２１は、特許請求の範囲におけるスイッチトランジスターの一例となる。
【００２８】
時定数回路２０は、コンデンサ２４と抵抗２５とからなる。コンデンサ２４は、一端が接地され、他端がＦＥＴ２１のゲート端子Ｇに接続される。抵抗２５は、一端がコンデンサ２４の他端とゲート端子Ｇとの間に接続され、他端に信号供給部２０２からパルス信号が供給される。
【００２９】
ＦＥＴ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバーター２２からの電力を断続するスイッチトランジスターである。ＦＥＴ２１は、ソース端子ＳにＤＣ／ＤＣコンバーター２２から電力が供給され、ドレイン端子Ｄに図示しない制御部１００の負荷が接続され、ゲート端子Ｇにコンデンサ２４が接続され、当該ゲート端子Ｇに時定数回路２０からゲート電圧が印加される。ＦＥＴ２１は、当該ゲート電圧が予め定められた基準電圧値を超えた場合にオンし、ドレイン端子Ｄから前記負荷にＤＣ／ＤＣコンバーター２２からの電力を供給する。図示しないが、制御ユニット１０内には、負荷としての、例えば、ＣＰＵ、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の回路や素子、抵抗、コンデンサ等が実装され、その駆動電圧は、回路基板内の各構成ユニットごとに異なる。このため、出力電圧が異なるＤＣ／ＤＣコンバーターを複数備える。
【００３０】
電源制御部２００は、傾き検出部２０１、及び信号供給部２０２を備える。
【００３１】
傾き検出部２０１は、ドレイン端子Ｄにおけるドレイン電圧の立ち上がり時における傾きを検出する。
【００３２】
信号供給部２０２は、抵抗２５を介してゲート端子Ｇにパルス信号を供給する。
【００３３】
信号供給部２０２は、ドレイン電圧の立ち上がり時に、傾き検出部２０１により検出された傾きが予め定められた下限値以下の場合、パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ増加させ、傾き検出部２０１により検出された傾きが予め定められた上限値よりも大きい場合、パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ減少させる。
【００３４】
図４〜図６は、各種の波形を示す図である。
【００３５】
図４（Ａ）は、負荷の容量が経年変化に伴って減少した後のゲート電圧ＶＧの立ち上がり時における波形の一例とする。図３で示したように、負荷（例えばコンデンサ等）の容量が経年変化に伴って減少すると、ゲート電圧ＶＧが短時間で立ち上がる。そうすると、図４（Ａ）に示すように、ゲート電圧ＶＧの立ち上がり時において、ゲート電圧ＶＧが基準電圧値Ｖ０を超えるまでに要する時間ｔ１も短縮され、ＦＥＴ２１はゲート電圧ＶＧの立ち上がり開始から時間ｔ１が経過した時点で早々にオンしてしまう。
【００３６】
図４（Ｂ）は、負荷の容量が経年変化に伴って減少した後のＤＣ／ＤＣコンバーター２２の出力端子における電圧ＶＤ１の立ち上がり時における波形の一例である。なお、先に述べたように当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２以外にも、他の負荷に供給する電源を制御するために別のＤＣ／ＤＣコンバーターが設けられている。当該別のＤＣ／ＤＣコンバーターからは、電圧ＶＤ２，ＶＤ３が出力される。図中の波形ＶＤ２，ＶＤ３は、別のＤＣ／ＤＣコンバーターの出力端子における電圧ＶＤ２，ＶＤ３の立ち上がり時における波形を示している。当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２と、他の２つのＤＣ／ＤＣコンバーターとは、お互いに、それぞれの制御対象である出力端子における電圧の立ち上がりを制御している。その立ち上がりのタイミングは、各ＤＣ／ＤＣコンバーターで予め定められた順番が守られるように、電源制御部２００が制御している。上述のようにゲート電圧ＶＧの立ち上がりが速くなると、ＤＣ／ＤＣコンバーター２２の出力端子における電圧ＶＤ１の立ち上がり方は、図４（Ｂ）に示すように急峻になる。具体的に、電圧ＶＤ１の立ち上がり時における傾き（ΔＶＤ１／Δｔ）は予め定められた上限値（不図示）よりも大きくなる。これにより、当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２において電圧ＶＤ１が立ち上がるタイミングと、他の２つのＤＣ／ＤＣコンバーターにおいて電圧ＶＤ２，ＶＤ３が立ち上がるタイミングとが合わなくなってしまう。
【００３７】
本実施形態では、信号供給部２０２は、ＤＣ／ＤＣコンバーター２２の出力端子における電圧ＶＤ１の立ち上がり時に、傾き検出部２０１により検出された傾き（ΔＶＤ１／Δｔ）が予め定められた下限値以下の場合、パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ増加させ、傾き検出部２０１により検出された傾き（ΔＶＤ１／Δｔ）が予め定められた上限値よりも大きい場合、パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ減少させる。ここで、図５（Ａ）に示す波形は、信号供給部２０２がパルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ増加させたパルス信号波形の一例である。図５（Ｂ）に示す波形は、信号供給部２０２がパルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ減少させたパルス信号波形の一例である。
【００３８】
図５（Ａ），（Ｂ）の各波形を見ると、図５（Ｂ）に示すデューティー比τ２／Ｔ２（約５／１０）は、図５（Ａ）に示すデューティー比τ１／Ｔ１（約７／１０）と比べて２／１０程度小さな値となっており、図５（Ｂ）に示す周波数ｆ２（＝１／Ｔ２）は、図５（Ａ）に示す周波数ｆ１（＝１／Ｔ１）よりも大きな値となっている。傾き検出部２０１により検出された傾き（ΔＶＤ１／Δｔ）が予め定められた上限値よりも大きい場合、信号供給部２０２は、パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ減少させてデューティー比τ２／Ｔ２に変更する。一方、傾き検出部２０１により検出された傾き（ΔＶＤ１／Δｔ）が予め定められた下限値以下の場合、信号供給部２０２は、パルス信号のデューティー比を予め定められた値だけ増加させてデューティー比τ１／Ｔ１に変更する。
【００３９】
図６（Ａ）は、信号供給部２０２がパルス信号のデューティー比を図５（Ｂ）に示すデューティー比τ２／Ｔ２に変更した際のゲート電圧ＶＧの立ち上がり時における波形の一例である。この例では、ゲート電圧ＶＧが段階的に立ち上がる様子を示しているが、図５（Ｂ）に示すデューティー比τ２／Ｔ２に設定されたパルス信号は、段が影響しない程度の周期Ｔ２（図５（Ｂ）参照）でオン／オフするので、信号供給部２０２によって通常の信号に近いものに制御される。図６（Ａ）に示すように、ゲート電圧ＶＧが基準電圧値Ｖ０を超える時間ｔ２が時間ｔ１（図４（Ａ）参照）よりも長くなるので、ＦＥＴ２１はゲート電圧ＶＧの立ち上がり開始から時間ｔ１よりも長い時間ｔ２が経過した時点でオンする。これにより、ＦＥＴ２１がオンするタイミングは、信号供給部２０２がデューティー比の変更制御を行う前と比べて時間（ｔ２−ｔ１）だけ遅くなる。これに伴い、ＤＣ／ＤＣコンバーター２２において電圧ＶＤ１が立ち上がるタイミングも遅くなる。
【００４０】
図６（Ｂ）は、信号供給部２０２がパルス信号のデューティー比を図５（Ｂ）に示すデューティー比τ２／Ｔ２に変更した際の電圧ＶＤ１の立ち上がり時における波形の一例である。なお、図中の波形ＶＤ２，ＶＤ３は、当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２の他の２つのＤＣ／ＤＣコンバーターにおける電圧ＶＤ２，ＶＤ３の立ち上がり時における波形を示している。当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２と、他の２つのＤＣ／ＤＣコンバーターとは、それぞれが、立ち上がり時の出力電圧値の傾きを持っている。上述のように電源制御部２００の制御によって、電圧ＶＤ１の立ち上がりが遅くなると、電圧ＶＤ１の立ち上がり方は、図６（Ｂ）に示すように緩やかになり、電圧ＶＤ１の立ち上がり時における傾きは予め定められた上限値以下の傾き（ΔＶＤ１／Δｔ）に低下する。本実施形態では、この傾きの低下によって、電源制御部２００は、ドレイン電圧ＶＤ１の立ち上がり時の傾きを負荷が経年劣化する前の傾きと同じような傾きになるように制御する。図６（Ｂ）では、電源制御部２００の制御によって、電圧ＶＤ１が立ち上がるタイミングと、電圧ＶＤ２，ＶＤ３が立ち上がるタイミングが合っており、電源制御部２００は、ＤＣ／ＤＣコンバーター２２の出力端子における電圧ＶＤ１の立ち上がり時の傾きが、他の２つのＤＣ／ＤＣコンバーターにおける電圧ＶＤ２，ＶＤ３の立ち上がり時の傾きの間に収まるように制御する。これにより、電圧ＶＤ１〜ＶＤ３が立ち上がるタイミングが合わせられ、当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２と、他の２つのＤＣ／ＤＣコンバーターとの間で、電圧ＶＤ１〜ＶＤ３の立ち上がり時におけるシーケンスが守られている。
【００４１】
従って、上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバーター２２に接続されている負荷の容量が経年変化によって減少しても、当該ＤＣ／ＤＣコンバーター２２の出力端子における電圧の立ち上がり時における傾きを負荷の容量が経年変化する前と同じような傾きになるように制御できる。
【００４２】
なお、図７（Ａ）は、負荷の容量が経年変化に伴って減少する前の電圧ＶＤ１〜ＶＤ３の立ち上がり時における波形の一例である。図７（Ｂ）は、電圧ＶＤ１の立ち上がり時における波形の調整範囲の一例を示した図である。
【００４３】
なお、図１乃至図７を用いて上記各実施形態に示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の構成及び処理はこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１              画像形成装置
２              電源回路
１０            制御ユニット
１２            画像形成部
２０            時定数回路
２１            ＦＥＴ
２２            ＤＣ／ＤＣコンバーター
２４            コンデンサ
２５            抵抗
１００          制御部
２００          電源制御部
２０１          傾き検出部
２０２          信号供給部