(57)【要約】【課題】節電モードへの移行を安定して速やかに行うことができる電源装置を提供する。【解決手段】トランスＴ１０１の一次側の入力電流のスイッチングにより二次側に接続された負荷に出力電圧Ｖ０が供給される。制御回路６０３は、トランスＴ１０１の一次側で充電された電圧Ｖｃｃにより作動してスイッチングを制御する。スイッチ回路７０２は、出力電圧Ｖ０を供給される非常時出力負荷５０２のコンデンサＣ１０４に対する電力供給の接続を遮断可能である。制御部１１０は、出力電圧Ｖ０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる過渡状態で電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖ０との関係に基づいてスイッチ回路７０２を制御する。【選択図】図２
2019041511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの一次側の入力電流のスイッチングにより二次側に接続された負荷に出力電圧を供給する電源装置において、
前記一次側の作動電圧により作動して前記スイッチングを制御する制御回路と、
前記作動電圧を検出する検出手段と、
前記出力電圧を供給される負荷に対する接続を遮断可能な遮断手段と、
前記出力電圧を第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧へ低下させる過渡状態で前記検出手段により検出される前記作動電圧と前記出力電圧との関係に基づいて前記遮断手段を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】
前記制御手段は、前記出力電圧が前記作動電圧より低い場合に前記接続を遮断させるように前記遮断手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記出力電圧が前記作動電圧より高い場合に前記接続を遮断させないように前記遮断手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記出力電圧の低下速度が前記作動電圧の低下速度より大きい場合に前記接続を遮断させるように前記遮断手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記出力電圧の低下速度が前記作動電圧の低下速度より小さい場合に前記接続を遮断させないように前記遮断手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１または４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２電圧への移行が完了すると、前記接続を遮断させるように前記遮断手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源装置と、
前記電源装置から供給される出力電圧により作動し、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備え、
画像形成を実行する通常モードから電力消費を減らして画像形成を待機する節電モードへの切替えに伴って前記出力電圧を前記第１電圧から前記第２電圧へ低下させる、
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、通常の電力供給モードから節電の電力モードへ移行可能な電源装置、及び電源装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常モードよりも消費電力を低下させた節電モードで次の画像形成を待機し、新たな画像形成の指令を受信すると節電モードから通常モードへ復帰して画像形成を実行する画像形成装置が広く用いられている。画像形成装置の電源装置は、節電モードでは、画像形成を実行するための各ユニット（負荷）への電力供給を遮断する一方、画像形成の指令を受信して通常モードへ復帰させる制御部への電力供給は継続している。
【０００３】
従来の画像形成装置では、通常モードから節電モードへの移行中に各ユニットで電力が消費された場合に、電源装置内の電圧の急激な低下が発生することで電源装置の制御回路がリセットされて通常モードに戻ってしまうことがあった。
【０００４】
それを防ぐため、特許文献１には、節電モードへの移行時に、各ユニットへの電力供給を遮断し、各ユニットで電力が消費されないようにすることで安定的に節電モードに移行できるようにした画像形成装置が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、各ユニット（負荷）への電力供給を遮断した状態では、電源装置の出力コンデンサを自然放電で放電させるために電圧降下に時間がかかり、節電モードへの移行完了が遅れてしまう。
【０００７】
本発明は、節電モードへの移行を安定して速やかに行うことができる電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源装置は、トランスの一次側の入力電流のスイッチングにより二次側に接続された負荷に出力電圧を供給する電源装置において、前記一次側の作動電圧により作動して前記スイッチングを制御する制御回路と、前記作動電圧を検出する検出手段と、前記出力電圧を供給される負荷に対する接続を遮断可能な遮断手段と、前記出力電圧を第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧へ低下させる過渡状態で前記検出手段により検出される前記作動電圧と前記出力電圧との関係に基づいて前記遮断手段を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、節電モードへの移行を安定して速やかに行うことができる電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プリンタの構成の説明図である。
【図２】電源装置の回路図である。
【図３】通常モードと節電モードとにおける電源回路の出力の説明図である。（ａ）は通常モード、（ｂ）は節電モード移行中、（ｃ）は節電モードである。
【図４】通常モードから節電モードへ移行した際の比較例１の過渡状態の説明図である。
【図５】通常モードから節電モードへ移行した際の比較例２の過渡状態の説明図である。
【図６】電源装置の制御のブロック図である。
【図７】通常モードから節電モードへ移行した際の過渡状態の説明図である。
【図８】実施の形態１の制御のフローチャートである。
【図９】電源装置の制御のブロック図である。
【図１０】実施の形態２の制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
実施の形態１は、通常モードと節電モードとを有する電子写真方式の画像形成装置における実施の形態を説明する。
【００１３】
（画像形成装置）
図１はプリンタの構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置の一例であるプリンタ１０は、装置本体１２の上部に画像読取装置１１を装備した電子写真方式のモノクロ複写機である。画像読取装置１１は、透明なガラス板の原稿載置部に載置された原稿の下面の画像を読取って読取画像の画像データを生成する。ユーザは、プリンタ１０の正面側に配置された操作パネル１０６を通じてプリンタ１０の操作及び設定を実行する。
【００１４】
画像形成手段の一例である画像形成部２０及び定着部３０は、電源装置６０により電力供給されて作動する。電源装置６０は、電源回路１０１と、制御手段の一例である制御部１１０とを有する。カセット１３は、記録媒体の一例であるシートＰが積載された状態で装置本体１２に収容される。画像形成部２０は、電子写真プロセスを実行して、カセット１３から給送されたシートＰにトナー像を転写する。
【００１５】
画像形成部２０は、感光ドラム２１の周囲に帯電ローラ２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラ２５、ドラムクリーニング装置２６を配置している。帯電ローラ２２は、帯電電圧を印加されて感光ドラム２１の周面を帯電させる。露光装置２３は、レーザービームを走査して感光ドラム２１の周面に画像の静電潜像を形成する。現像装置２４は、現像剤（トナー）を感光ドラム２１に供給して、静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ２５は転写電圧を印加されて感光ドラム２１のトナー像を給紙部１５から搬送されたシートＰに転写する。定着部３０は、画像形成部２０でトナー像を転写されたシートＰを加熱及び加圧して、画像をシートＰに定着させる。
【００１６】
制御部１１０は、給紙部１５、画像形成部２０、定着部３０等を統括的に制御する。電源回路１０１は、給紙部１５、画像形成部２０、定着部３０、制御部１１０に電力を供給する。制御部１１０は、通常モードで画像形成部２０を立ち上げて画像形成を実行し、次の画像形成を待機する。しかし、画像形成の待機時間が所定時間に達すると、通常モードを節電モードに切替えてプリンタ１０の電力消費を抑制する。
【００１７】
制御部１１０は、節電モードでは、給紙部１５、画像形成部２０、定着部３０等を含む非常時出力負荷５０２を停止させて、これらに対する電源回路１０１からの電力供給を遮断する。しかし、外部からの画像形成データを受信する不図示の通信部や操作パネル１０６を含む常時出力負荷５０１への電力供給は継続している。制御部１１０は、常時出力負荷５０１からの入力に応じて、プリンタ１０を通常モードに復帰させ、給紙部１５、画像形成部２０、定着部３０等を含む非常時出力負荷５０２への電力供給を復活させて画像形成を実行させる。
【００１８】
（電源装置）
図２は電源装置６０の回路図である。図２に示すように、トランスＴ１０１は、一次側の入力電流のスイッチングにより二次側に交流電流を出力する。出力コンデンサの一例であるコンデンサＣ１０４は、二次側の交流電流により生成された出力電圧Ｖ０が充電される。制御回路６０３は、トランスＴ１０１の一次側で充電された作動電圧の一例である電圧Ｖｃｃにより作動してスイッチングを制御する。
【００１９】
電源回路１０１は、整流平滑回路２０２、中間電位安定回路３０２、フィードバック回路２０３、トランスＴ１０１、コンデンサＣ１０４を含む。フィルタ回路２０１は、電源コネクタを介して外部の商用電源１０２に接続され、交流電圧に含まれる高周波ノイズを除去する。整流平滑回路２０２は、商用電源１０２から入力された交流電圧を整流して直流電圧を生成する。整流平滑回路２０２は、フィルタ回路２０１を通過した交流電圧を整流素子Ｄ２０２により全波整流し、整流コンデンサＣ１０１により平滑して、一次側の直流電圧Ｖ１を生成する。トランスＴ１０１は、一次巻線Ｎｐ、二次巻線Ｎｓ、及び補助巻線Ｎｂを有する。トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにスイッチングの制御回路６０３が接続される。
【００２０】
中間電位生成回路３０１は、整流平滑回路２０２が生成した直流電圧をスイッチングして出力電圧Ｖ０を生成する。中間電位安定回路３０２は、中間電位生成回路３０１の出力電圧Ｖ０を所定の電位に収束させる。中間電位安定回路３０２は、制御回路６０３、起動抵抗Ｒ１０２、フォトカプラＰＣ１０１ａ、ＰＣ１０２ａ、抵抗Ｒ１０３、Ｒ１０４、コンデンサＣ１０２、Ｃ１０３、Ｃ１１４を含む。
【００２１】
制御回路６０３は、コンデンサＣ１１４に充電された電圧Ｖｃｃによって作動し、一次側の直流電圧Ｖ１をスイッチングして生成したパルス電流をトランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐに印加する。制御回路６０３は、リセット機能付きのＤＣ／ＡＣコンバータである。
【００２２】
電源装置６０の起動時、起動抵抗Ｒ１０２を介して制御回路６０３に一次側の直流電圧Ｖ１が印加されてコンデンサＣ１１４が充電されることにより制御回路６０３が動作状態となる。コンデンサＣ１１４の電圧Ｖｃｃが発振開始電圧に達すると制御回路６０３は、トランスＴ１０１のスイッチングを開始し、トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流が流れる。
【００２３】
トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流が入力されると、補助巻線Ｎｂに一次巻線Ｎｐのパルス電流に同期した誘導電流が流れてパルス電圧が発生する。パルス電圧は、抵抗Ｒ１０５、ダイオードＤ１０１を通じてコンデンサＣ１１４を充電することにより、制御回路６０３の動作を継続させる。
【００２４】
トランスＴ１０１の二次巻線ＮｓにダイオードＤ１０２とコンデンサＣ１０４が接続される。トランスＴ１０１の二次巻線ＮｓとダイオードＤ１０２とコンデンサＣ１０４は、フライバック降圧回路を構成している。トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流が入力されると、二次巻線Ｎｓに交流電流が発生する。トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐのパルス電流が増加している間、二次巻線Ｎｓの電流がダイオードＤ１０２に遮られてトランスＴ１０１にエネルギーが蓄積される。トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐのパルス電流が減少している間、ダイオードＤ１０２で整流された電流がコンデンサＣ１０４を充電して出力ラインＬ２に直流電圧Ｖ２が発生する。
【００２５】
トランスＴ１０１の二次側にフィードバック回路２０３、中間電位生成回路３０１が配置される。フィードバック回路２０３は、出力電圧Ｖ０と電圧検知回路ＺＤ１０１の入力電圧の電位差によりフォトダイオードＰＣ１０１ｂを発光させてトランスＴ１０１の１次側のフォトカプラＰＣ１０１ａを作動させる。出力電圧Ｖ０と電圧検知回路ＺＤ１０１の入力電圧の電位差に応じて抵抗Ｒ１０８を通じた電流がフォトダイオードＰＣ１０１ｂに流れ込み、フォトカプラＰＣ１０１ａのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００２６】
（定電圧制御）
ツェナーダイオードを用いた電圧検知回路ＺＤ１０１が検知して電流を流し始める閾値電圧は、抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１、Ｒ１１３、Ｒ１１４及びトランジスタＱ１０２のＯＮ／ＯＦＦによって決定される。コンデンサＣ１０５、抵抗Ｒ１１２は、位相補償用に設けられている。
【００２７】
制御部１１０は、通常モードのとき、トランジスタＱ１０５をＯＦＦしている。トランジスタＱ１０５がＯＦＦしているとトランジスタＱ１０２もＯＦＦしている。トランジスタＱ１０２がＯＦＦしていると、抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１と抵抗Ｒ１１３、Ｒ１１４とで分圧されていた電圧（＝２４Ｖ）で電圧検知回路ＺＤ１０１が出力電圧Ｖ０を規制する。
【００２８】
出力電圧Ｖ０が２４Ｖより高い場合、フォトダイオードＰＣ１０１ｂが点灯してフォトカプラＰＣ１０１ａがＯＮする。これにより、制御回路６０３のスイッチング動作が停止して、出力電圧Ｖ０が低下する。そして、出力電圧Ｖ０が２４Ｖより低くなると、フォトダイオードＰＣ１０１ｂが消灯してフォトカプラＰＣ１０１ａがＯＦＦすることにより制御回路６０３のスイッチング動作が再開する。このようにして、出力電圧Ｖ０が２４Ｖに規制される。
【００２９】
制御回路６０３は、トランスＴ１０１の補助巻線Ｎｂに発生した誘導電圧をダイオードＤ１０１により整流し、コンデンサＣ１１４に充電した電圧Ｖｃｃを、制御回路６０３の内部抵抗及び抵抗Ｒ１０４を通じてコンデンサＣ１０２に充電している。フォトカプラＰＣ１０１ａがＯＮすると、コンデンサＣ１０２に充電した電圧が抵抗Ｒ１０４を通じて放電されて制御回路６０３がスイッチング動作を停止する。
【００３０】
中間電位安定回路３０２は、制御回路６０３のスイッチング動作をＯＮ／ＯＦＦ制御して、中間電位生成回路３０１により決定した目標電圧に出力電圧Ｖ０を収束させる。
【００３１】
フォトダイオードＰＣ１０２ｂは、ツェナーダイオードＺＤ１０２を通じて出力電圧Ｖ０の過電圧を検知するとＯＮして一次側のフォトカプラＰＣ１０２ａを導通させる。フォトカプラＰＣ１０２ａが導通すると、コンデンサＣ１１４に充電された電圧Ｖｃｃが放電されて制御回路６０３がリセットされる。ツェナーダイオードＺＤ１０２及びフォトダイオードＰＣ１０２ｂは、過電圧検知回路として機能する。
【００３２】
（出力電圧の変更）
制御部１１０は、上述したように、通常モードと節電モードとの切替えに伴って電源回路１０１を制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４０１は、コンデンサＣ１０４に常時接続されて制御部１１０に電力を供給する。制御部１１０は、常時出力回路２０４のＤＣ／ＤＣコンバータ４０１から電源電圧を供給されて作動する。常時出力回路２０４は、通常モードでは２４Ｖの出力電圧Ｖ０を生成し、節電モードでは１２Ｖの出力電圧Ｖ０を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１は、通常モードでは２４Ｖの出力電圧Ｖ０から３．３Ｖの電源電圧を生成し、節電モードでは１２Ｖの出力電圧Ｖ０から３．３Ｖの電源電圧を生成する。
【００３３】
非常時出力負荷５０２は、節電モードでは電力供給を停止される負荷である。一方、常時出力負荷５０１は、出力素子Ｑ１０４のＯＮ／ＯＦＦとは無関係に常時電力供給される。制御部１１０は、出力素子Ｑ１０４を制御して、非常時出力負荷５０２に対する出力電圧Ｖ０の接続と遮断を制御する。出力素子Ｑ１０４は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。
【００３４】
通常モードでは、制御部１１０がトランジスタＱ１０３をＯＮさせる。ダイオードＤ１０３を通じて抵抗Ｒ１１６に電流が流れ、出力素子Ｑ１０４のゲート電圧が低下するので出力素子Ｑ１０４がＯＮする。通常モードでは、出力素子Ｑ１０４が２４Ｖの出力電圧Ｖ０に対して非常時出力２０６を接続する。これにより、非常時出力２０６が作動して画像形成を実行する。
【００３５】
節電モードでは、制御部１１０がトランジスタＱ１０３をＯＦＦさせる。ダイオードＤ１０３を通じて抵抗Ｒ１１６に電流が流れなくなって出力素子Ｑ１０４のゲート電圧が上昇するので出力素子Ｑ１０４がＯＦＦする。節電モードでは、出力素子Ｑ１０４が１２Ｖの出力電圧Ｖ０に対して非常時出力負荷５０２への電力供給を遮断する。
【００３６】
制御部１１０は、節電モードでは、出力電圧Ｖ０を通常モードでの２４Ｖよりも低い１２Ｖにする。
【００３７】
制御部１１０は、トランジスタＱ１０５をＯＮさせることにより、トランジスタＱ１０２をＯＮさせて抵抗Ｒ１１４を短絡する。これにより、中間電位生成回路３０１に設定された目標電圧が２４Ｖから１２Ｖに変更される。電源回路１０１は、中間電位生成回路３０１に設定された目標電圧の１２Ｖまで出力電圧Ｖ０を低下させる。中間電位安定回路３０２は、出力電圧Ｖ０が２４Ｖから１２Ｖへ低下する過渡状態を制御する。
【００３８】
通常モードから節電モードへの移行は、ユーザが操作パネル１０６のスリープボタンを押す、画像形成の指令がされないまま所定時間が経過する等を契機として開始される。節電モードから通常モードへの復帰は、ユーザが操作パネル１０６のスリープボタンを押す、ネットワークから画像形成ジョブを受信する等を契機として開始される。
【００３９】
（節電モード）
図３は通常モードと節電モードとにおける電源回路１０１の出力の説明図である。図３中、（ａ）は通常モード、（ｂ）は節電モード移行中、（ｃ）は節電モードである。図３の（ａ）に示すように、非常時出力負荷５０２は、画像形成の指令を受信後に起動させれば済む画像形成装置内のアクチュエータ（モータ、クラッチ、ソレノイドなど）、搬送機構、高圧電源回路、露光装置等である。非常時出力負荷５０２には、シートへの複写、シートの搬送などが含まれる。非常時出力負荷５０２は、プリンタ１０における昨近の省エネ要求を満たすために、節電モード時に電力供給を停止される。
【００４０】
常時出力負荷５０１は、画像形成システムの復帰動作を維持できる最小限の負荷に限定されている。常時出力負荷５０１は、データ通信を行うネットワーク制御回路、節電モードを制御する節電モード制御回路等である。常時出力負荷５０１は、外部からの画像形成データや操作パネルを通じた入力を受信してプリンタ１０を立ち上げるために作動させる必要がある。制御部１１０は、節電モードにおいて、通信回路、操作パネルのスリープ復帰ボタン等の常時出力負荷５０１を作動させて画像形成の指令を待機する。
【００４１】
通常モードでは、電源回路１０１は、常時出力負荷５０１と非常時出力負荷５０２との両方へ電力を供給する。常時出力負荷５０１に対する出力１は、２４Ｖの出力電圧Ｖ０を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ４０１により生成された３．３Ｖの電源電圧である。一方、非常時出力負荷５０２に対する出力２は、２４Ｖの出力電圧Ｖ０と、２４Ｖの出力電圧Ｖ０を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ４０１により生成された５Ｖ及び３．３Ｖの電源電圧である。
【００４２】
図３の（ｂ）に示すように、通常モードから節電モードへの移行中、電源回路１０１は、常時出力負荷５０１の一部を省電力化する一方、非常時出力負荷５０２に対する電力供給を順次ＯＦＦしていく。常時出力負荷５０１に対する出力１は、２４Ｖから１２Ｖへ低下する過程の出力電圧Ｖ０を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ４０１により生成された３．３Ｖの電源電圧である。
【００４３】
図３の（ｃ）に示すように、節電モードでは、電源回路１０１は、常時出力負荷５０１に対する電力供給を継続する一方、非常時出力負荷５０２に対する電力供給を停止している。常時出力負荷５０１に対する出力１は、１２Ｖの出力電圧Ｖ０を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ４０１により生成された３．３Ｖの電源電圧である。
【００４４】
図１に示すように、制御部１１０は、プリンタ１０を通常モードから節電モードへ移行させるとき、出力電圧Ｖ０を２４Ｖから１２Ｖに低下させる。図２に示すように、制御部１１０は、通常モードから節電モードへ移行させるとき、トランジスタＱ１０５をＯＮする。トランジスタＱ１０５がＯＮすると、トランジスタＱ１０５を介してトランジスタＱ１０２がＯＮする。
【００４５】
トランジスタＱ１０２がＯＮすると、抵抗Ｒ１１４がバイパスされる。出力電圧Ｖ０が抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１と抵抗Ｒ１１３、Ｒ１１４とで分圧されていた状態から出力電圧Ｖ０が抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１と抵抗Ｒ１１３とで分圧された状態に変化する。これにより、電圧検知回路ＺＤ１０１に電流を流し込んでフォトダイオードＰＣ１０１ｂを点灯させるために必要になる出力電圧Ｖ０のレベルが２４Ｖから１２Ｖまで低下する。
【００４６】
その結果、出力電圧Ｖ０が１２Ｖより高い場合、フォトダイオードＰＣ１０１ｂが点灯してフォトカプラＰＣ１０１ａがＯＮする。これにより、制御回路６０３のスイッチング動作が停止して、出力電圧Ｖ０が低下する。そして、出力電圧Ｖ０が１２Ｖより低くなると、フォトダイオードＰＣ１０１ｂが消灯してフォトカプラＰＣ１０１ａがＯＦＦする。これにより、制御回路６０３のスイッチング動作が再開して、出力電圧Ｖ０が上昇する。このようにして、出力電圧Ｖ０が１２Ｖに規制される。
【００４７】
（比較例）
図４は通常モードから節電モードへ移行した際の比較例１の過渡状態の説明図である。図５は通常モードから節電モードへ移行した際の比較例２の過渡状態の説明図である。
【００４８】
図２に示すように、電源回路１０１は、出力電圧Ｖ０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させる過渡状態で制御回路６０３の電圧Ｖｃｃが急低下すると、電圧Ｖｃｃが制御回路６０３の動作可能範囲から外れる可能性が高くなる。このため、比較例１では、出力素子Ｑ１０４をＯＦＦして非常時出力負荷５０２への電力供給を停止した状態で出力電圧Ｖ０を２４Ｖから１２Ｖへ低下させている。比較例１では、出力素子Ｑ１０４をＯＦＦした状態で制御部１１０がトランジスタＱ１０５をＯＮすることにより電源回路１０１を通常モードから節電モードへ移行させている。このため、比較例１では、図４に示すように、節電モードへの移行開始後、コンデンサＣ１０４の出力電圧Ｖ０は緩やかに低下する。
【００４９】
充電回路の一例である補助巻線Ｎｂ、抵抗Ｒ１０２、及びダイオードＤ１０１は、制御回路６０３のスイッチングにより補助巻線Ｎｂに交流電流を発生させてコンデンサＣ１１４に電圧Ｖｃｃを充電する。しかし、出力電圧Ｖ０が２４Ｖから１２Ｖへ低下する過渡状態では、出力電圧Ｖ０を低下させるために制御回路６０３はスイッチング動作を停止している。このため、トランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流が入力されず、補助巻線Ｎｂに交流電流が発生しない。したがって、図４に示すように、節電モードへの移行開始後、コンデンサＣ１０４に充電された電圧Ｖｃｃが所定の時定数で低下する。
【００５０】
制御回路６０３は、電圧Ｖｃｃが低下して、所定電圧の一例である発振停止電圧Ｖｃｃ−ＯＦＦより低くなると、起動時と同様に制御回路６０３がリセットされて不応答期間Ｔ１となる。不応答期間Ｔ１の間、制御回路６０３は、スイッチングを禁止して、コンデンサＣ１０１から抵抗Ｒ１０２を通じてコンデンサＣ１０４に電圧Ｖｃｃを充電する。
【００５１】
抵抗Ｒ１０２を通じた充電により電圧Ｖｃｃが上昇し、発振開始電圧Ｖｃｃ−ＯＮになると応答期間Ｔ２となって、制御回路６０３はスイッチング動作が可能となる。しかし、出力電圧Ｖ０が１２Ｖよりも高い間は、フォトカプラＰＣ１０１ａがＯＮし続けて制御回路６０３はスイッチング動作の停止を継続する。そのため、電圧Ｖｃｃが所定の時定数で低下して発振停止電圧Ｖｃｃ−ＯＦＦに達すると、制御回路６０３がリセットされ、再び不応答期間Ｔ１となる。不応答期間Ｔ１と応答期間Ｔ２を繰り返している間は、中間電位安定回路３０２の制御回路６０３の動作が安定しない。
【００５２】
不応答期間Ｔ１と応答期間Ｔ２とを所定の時定数で繰り返している間に出力電圧Ｖ０が１２Ｖ未満になる。応答期間Ｔ２において出力電圧Ｖ０が１２Ｖ未満であると、制御回路６０３は、直ちにスイッチング動作を開始してトランスＴ１０１の一次巻線Ｎｐにパルス電流を入力する。出力電圧Ｖ０が１２Ｖに収束し、補助巻線Ｎｂに流れる交流電流によってコンデンサＣ１０４が充電されるため、電圧Ｖｃｃも上昇して一定の電圧に収束する。
【００５３】
比較例１では、出力電圧Ｖ０を低下させる前に非常時出力負荷５０２への電力供給をすべて停止し、出力電圧Ｖ０が低下して安定した後に節電モードの待機状態となる。比較例１では、コンデンサＣ１０４の電荷を自由放電で消費するため、一定期間待った後に電圧が安定したと判断される。非常時出力負荷５０２への出力を遮断した場合、コンデンサＣ１０４に充電された電荷を放電するのに時間がかかる。このため、コンデンサＣ１０４の出力電圧Ｖ０が２４Ｖから１２Ｖへ低下する過程で長時間を要する。
【００５４】
比較例２では、図２で示した出力素子Ｑ１０４をＯＮした状態で制御部１１０がトランジスタＱ１０５をＯＮすることにより電源回路１０１を通常モードから節電モードへ移行させる。
【００５５】
図５に示すように、比較例２では、比較例１よりもコンデンサＣ１０４の放電が早いため、出力電圧Ｖ０の低下が早まっている。これは、操作者の指示により節電モードに移行開始した時点で、非常時出力負荷５０２に接続しているモータなどの負荷が停止していなかった場合に、停止するまでに消費する電力があり、コンデンサＣ１０４の電荷がそれに使用されるからである。これによりコンデンサＣ１０４の放電が促進され電圧降下が早まる。
【００５６】
しかし、急峻な電力消費が行われると、中間電位生成回路３０１における出力電圧Ｖ０の電圧変化に中間電位安定回路３０２が応答できない。中間電位安定回路３０２の不応答期間Ｔ１において、中間電位生成回路３０１に接続して制御部１１０に電源電圧を供給しているＤＣ／ＤＣコンバータ４０１の動作範囲よりも低い電圧まで出力電圧Ｖ０が低下する場合がある。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１の出力電圧が時間Ｔ５のパルス状に低下し、制御部１１０がリセットされてプリンタ１０が一時的なシステムダウンとなる。
【００５７】
フィードバック回路２０３は、２４Ｖ又は１２Ｖで出力電圧Ｖ０を安定させるために制御回路６０３へフィードバックを行っている。フィードバック回路２０３は、制御回路６０３が応答できない不応答期間Ｔ１に出力電圧Ｖ０が想定以上に低下すると、電力を保つために電流を引く。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１の出力が瞬間的に低下すると、プリンタ１０のシステム全体がリセットされる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０１は、リセットにより出力を回復して、制御部１１０が通常モードにシステムを立ち上げてしまう。不応答期間Ｔ１は、制御回路６０３へのフィードバック電圧が想定以上に降下した場合に発生する。この様に、比較例２では、比較例１に比べてコンデンサＣ１０４の放電を早めることができ、通常モードから節電モードへの移行を速やかに行うことができる反面、安定性に欠ける。
【００５８】
そこで、実施の形態１では、制御回路６０３にかかる電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖ０を比較し、出力電圧Ｖ０のほうが低くなった場合に、制御回路６０３の動作が不安定になりシステムダウンの可能性があると判定し、非常時出力負荷５０２の接続を遮断する。遮断以降のコンデンサＣ１０４は自由放電になるため放電が遅くなるが、安定してモード移行を行うことができる。
【００５９】
（スイッチ回路）
図２に示すように、遮断手段の一例であるスイッチ回路７０２は、出力電圧Ｖ０を供給される非常時出力負荷５０２のコンデンサＣ１０４に対する電力供給の接続を遮断可能である。スイッチ回路７０２は、非常時出力負荷５０２に対する出力電圧Ｖ０の接続／遮断を切替える。スイッチ回路７０２は、ＭＯＳＦＥＴ、オペアンプ、コンパレータ等である。
【００６０】
通常モードでは、スイッチ回路７０２は、非常時出力負荷５０２に対する電力供給を実行している。節電モードでは、スイッチ回路７０２は、非常時出力負荷５０２に対する電力供給を停止している。通常モードから節電モードへの移行時、制御部１１０は、スイッチ回路７０２を接続したままにしておき、制御回路６０３にかかる電圧Ｖｃｃよりも出力電圧Ｖ０のほうが低くなった場合にのみ、スイッチ回路７０２を遮断して非常時出力負荷５０２に対する電力供給を停止させる。
【００６１】
通常モードから節電モードへの移行時、電力供給を行う非常時出力負荷５０２は、スイッチ回路７０２の接続／遮断に伴って過大な過渡電流が発生しない負荷である。そのような負荷は、出力電圧Ｖ０を使用するもの全てであるが、例えばシートの搬送モータ、感光ドラムを含む画像形成部等が含まれる。
【００６２】
（実施の形態１の制御）
図６は、図２の回路図を簡略化した電源装置の制御のブロック図である。図７は通常モードから節電モードへ移行した際の過渡状態の説明図である。図６に示すように、制御部１１０は、ＲＯＭ１１１から読み出したプログラム及びデータをＲＡＭ１１２に保持して、ＣＰＵ１１３が必要な演算及び処理を行う。制御部１１０は、図１に示す給紙部１５、画像形成部２０、定着部３０等の各ユニットを統括的に制御して、画像形成プロセスを実行する。
【００６３】
図２に示すように、制御部１１０は、出力電圧Ｖ０を第１電圧の一例である２４Ｖから第２電圧の一例である１２Ｖへ低下させる過渡状態で電圧Ｖｃｃに基づいてスイッチ回路７０２を制御する。このため、制御回路６０３が電圧Ｖｃｃの影響を受けて発生するフィードバックの遅れ、及び当該遅れによる出力電圧Ｖ０の過剰な低下を回避できる。
【００６４】
制御部１１０は、出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃより高い場合に非常時出力負荷５０２を接続するようにスイッチ回路７０２を制御する。このため、コンデンサＣ１０４の出力電圧Ｖ０の放電が促進され、出力電圧Ｖ０の２４Ｖから１２Ｖへの移行が速やかに実行される。
【００６５】
制御部１１０は、出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃより低くなった場合には非常時出力負荷５０２の接続を遮断するようにスイッチ回路７０２を制御する。これにより、非常時出力負荷５０２で発生した急峻な電力消費の影響による出力電圧Ｖ０の低下速度が緩和され、出力電圧Ｖ０の急激かつ過剰な低下を回避できる。そして、中間電位安定回路３０２が応答できる期間で、中間電位生成回路３０１の電圧を目標電圧の１２Ｖまで安定して低下させることができる。
【００６６】
検出手段の一例である電位差検出回路７０３は、中間電位安定回路３０２のコンデンサＣ１１４に充電された電圧Ｖｃｃを検出する。比較回路７０１は、電位差検出回路７０３を介して、コンデンサＣ１１４に充電された電圧ＶｃｃとコンデンサＣ１０４に充電された出力電圧Ｖ０とを比較する。比較回路７０１は、電位差検出回路７０３の出力電圧と中間電位安定回路３０２の出力電圧Ｖ０とを比較する。出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃよりも高い場合、スイッチ回路７０２を接続して、コンデンサＣ１０４の放電を促進する。出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃよりも低い場合、スイッチ回路７０２を遮断して、コンデンサＣ１０４の出力電圧Ｖ０の低下速度を緩やかにする。
【００６７】
図６を参照して図７に示すように、通常モードから節電モードへの移行時、スイッチ回路７０２により非常時出力負荷５０２の一部を接続して出力電流を増加させる。これにより、コンデンサＣ１０４の放電が促進されて、出力電圧Ｖ０は２４Ｖから１２Ｖへ向かって速やかに低下する。
【００６８】
制御部１１０は、その後、出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃを下回った場合はスイッチ回路７０２をＯＦＦする。スイッチ回路７０２をＯＦＦして非常時出力負荷５０２への電力供給を停止させることで、コンデンサＣ１０４の放電速度が低下し、出力電圧Ｖ０の低下が緩やかになる。
【００６９】
これにより、不応答期間Ｔ１であっても出力電圧Ｖ０が電源停止電圧Ｖｓを下回らなくなる。応答期間Ｔ２において出力電圧Ｖ０が１２Ｖよりも低い場合、中間電位安定回路３０２が作動して出力電圧Ｖ０を１２Ｖまで上昇させて安定させる。
【００７０】
不応答期間Ｔ１において出力電圧Ｖ０が１２Ｖよりも低くなっても、出力電圧Ｖ０の低下が緩やかであるため、次の応答期間Ｔ２になるまでに電源停止電圧Ｖｓを下回ることはない。このため、制御部１１０がリセットされることなく、安定して速やかに過渡状態を終了させて節電モードに移行できる。
【００７１】
（実施の形態１の制御）
図８は実施の形態１の制御のフローチャートである。図６を参照して図８に示すように、ユーザは、通常モードで操作パネル１０６のＥＳＳキーを押下することにより、節電モードへの移行を指令する（Ｓ２０１）。
【００７２】
ＣＰＵ１１３は、操作パネル１０６のＥＳＳキーが押下されると（Ｓ２０１のＹｅｓ）、節電モードへの移行を開始し、中間電位生成回路３０１の目標電圧を２４Ｖから１２Ｖへ変更する（Ｓ２０２）。これにより、中間電位生成回路３０１の出力電圧Ｖ０は低下を開始する。
【００７３】
ＣＰＵ１１３は、比較回路７０１の出力により中間電位生成回路３０１の出力電圧Ｖ０と中間電位安定回路３０２の電圧Ｖｃｃとを比較する（Ｓ２０３）。ＣＰＵ１１３は、出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃ以上であれば（Ｓ２０３のＹｅｓ）、制御部１１０がリセットされることなく、安定して電圧が低下している状態なので、そのまま出力電圧Ｖ０の低下が完了するまで待機する（Ｓ２０４のＮｏ）。ＣＰＵ１１３は、出力電圧Ｖ０の低下が完了すると（Ｓ２０４のＹｅｓ）、スイッチ回路をＯＦＦして非常時出力負荷５０２への電力供給を遮断し、節電モードへの移行を完了する（Ｓ２０５）。
【００７４】
ＣＰＵ１１３は、出力電圧Ｖ０が電圧Ｖｃｃ未満であれば（Ｓ２０３のＮｏ）、出力電圧Ｖ０の急激な低下により制御回路６０３がリセットされる可能性があるため、スイッチ回路をＯＦＦして非常時出力負荷５０２への電力供給を遮断する（Ｓ２０６）。これによってコンデンサＣ１０４の放電速度が低下し、出力電圧Ｖ０の低下が緩やかになるが、制御回路６０３がリセットされるのを防ぐことができる。
【００７５】
そして、出力電圧Ｖ０の低下が完了するまで待機する（Ｓ２０７のＮｏ）。ＣＰＵ１１３は、出力電圧Ｖ０の低下が完了すると（Ｓ２０７のＹｅｓ）、節電モードへの移行を完了する。
【００７６】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、通常モードから節電モードへの移行を安定して行うとともに、節電モードへの移行を早めることができる。コンデンサ１０４の出力電圧Ｖ０の放電を非常時出力負荷５０２に接続して行い、必要に応じて非常時出力負荷５０２の接続を遮断するので、通常モードから節電モードへ移行する際に出力電圧Ｖ０が１２Ｖで安定するまでの時間が短くなる。
【００７７】
実施の形態１では、通常モードから節電モードへ移行する際に、電源回路１０１の消費電力を低減している。このため、プリンタ１０の待機時の電力消費が低減される。
【００７８】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、制御回路６０３にかかる電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖ０の値を比較して、システムダウンが起きないようスイッチ回路７０２を制御した。電圧ＶｃｃとＶ０は２４Ｖから１２Ｖへ同じ速度で低下するはずなので、実施の形態２では、電圧ＶｃｃとＶ０の低下速度を比較し、出力電圧Ｖ０の低下速度のほうが大きい場合に制御回路６０３の動作が不安定になりシステムダウンの可能性があると判定し、非常時出力負荷５０２への電力供給を遮断するよう制御する。
【００７９】
（実施の形態２の制御）
図９は電源装置の制御のブロック図である。図１０は実施の形態２の制御のフローチャートである。実施の形態２は、スイッチ回路７０２を制御するための検知対象が電圧ＶｃｃとＶ０の低下速度である以外は実施の形態１と同一に構成され、同一に制御される。このため、図９、図１０中、実施の形態１と共通する構成及び制御には図６、図８と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８０】
図９に示すように、電位差検出回路７０３は、中間電位安定回路３０２のコンデンサＣ１１４に充電された電圧Ｖｃｃを検出する。低下速度比較回路７１１は、１００ｍｓｅｃごとに電圧Ｖｃｃ及び出力電圧Ｖ０をサンプリングして、電圧Ｖｃｃの低下速度と出力電圧Ｖ０の低下速度とを演算する。低下速度比較回路７１１は、電圧Ｖｃｃの低下速度と出力電圧Ｖ０の低下速度とを比較する。
【００８１】
制御部１１０は、出力電圧Ｖ０の低下速度が電圧Ｖｃｃの低下速度より小さい場合、非常時出力負荷５０２を接続するようにスイッチ回路７０２を制御する。このため、コンデンサＣ１０４の出力電圧Ｖ０の放電が促進され、２４Ｖから１２Ｖへの移行が速やかに収束する。
【００８２】
制御部１１０は、出力電圧Ｖ０の低下速度が電圧Ｖｃｃの低下速度以上の場合、非常時出力負荷５０２の接続を遮断するようにスイッチ回路７０２を制御する。これにより非常時出力負荷５０２で発生した急峻な電力消費の影響による出力電圧Ｖ０の低下速度が緩和され、出力電圧Ｖ０の急激かつ過剰な低下を回避できる。そして、中間電位安定回路３０２が応答できる期間で、中間電位生成回路３０１の電圧を目標電圧の１２Ｖまで安定して低下させることができる。
【００８３】
図９を参照して図１０に示すように、ＣＰＵ１１３は、低下速度比較回路７１１の出力により出力電圧Ｖ０の低下速度と中間電位安定回路３０２の電圧Ｖｃｃの低下速度とを比較する（Ｓ２０８）。ＣＰＵ１１３は、出力電圧Ｖ０の低下速度が電圧Ｖｃｃの低下速度未満であれば（Ｓ２０８のＹｅｓ）、制御回路６０３がリセットされることなく、安定して電圧が低下している状態なので、そのまま出力電圧Ｖ０の低下が完了するまで待機する（Ｓ２０４のＮｏ）。ＣＰＵ１１３は、出力電圧Ｖ０の低下速度が電圧Ｖｃｃの低下速度以上であれば（Ｓ２０８のＮｏ）、出力電圧Ｖ０の急激な低下により制御回路６０３がリセットされる可能性があるため、スイッチ回路７０２をＯＦＦして非常時出力負荷５０２への電力供給を遮断する（Ｓ２０６）。
【００８４】
＜その他の実施の形態＞
本発明の電源装置は、実施の形態１、２で説明した具体的な構成及び制御には限定されない。実施の形態１の構成の一部又は全部を等価な部材に置き換えた別の実施の形態でも実施可能である。本発明の電源装置は、画像形成装置に限らず、節電モードで動作を待機させ、通常モードへ復帰して動作を実行する種々の電子機器、製造装置において実施可能である。
【００８５】
本発明の画像形成装置は、複写機には限らず、プリンタ、ファックス、複合機、フルカラープリンタ等でも実施可能である。本発明の画像形成装置は、電子写真方式に限らず、インクジェット方式、オフセット印刷方式等、他の画像形成プロセスを実行する画像形成装置でも実施可能である。
【００８６】
実施の形態１では、制御部１１０が過渡状態における制御をコンピュータ処理してスイッチ回路７０２のＯＮ／ＯＦＦを制御している。しかし、比較回路７０１がＣＰＵ、ＡＤコンバータ等を有して電圧Ｖｃｃを検知してコンピュータ処理を実行し、スイッチ回路７０２を制御してもよい。
【００８７】
実施の形態１では、パルス幅変調で定電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータを有する電源装置の実施の形態を説明した。しかし、節電モードへの移行時に制御部１１０がリセットされる課題において、ＤＣ／ＤＣコンバータは必須ではない。本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータをアナログ定電圧回路に置き換えた実施の形態でも実施可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０：プリンタ（画像形成装置）、２０：画像形成部（画像形成手段）、３０：定着部（画像形成手段）、６０：電源装置、１０１：電源回路、１１０：制御部（制御手段）、５０１：常時出力負荷、５０２：非常時出力負荷、６０３：制御回路、７０２：スイッチ回路（遮断手段）、７０３：電位差検出回路（検出手段）、Ｎｐ：一次巻線（一次側）、Ｎｓ：二次巻線（二次側）、Ｔ１０１：トランス
【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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