(57)【要約】【課題】  ２つのＡＣ−ＤＣコンバータを有する電子機器において、商用電源の状態を安価に検出できる電子機器を提供する。【解決手段】  ２つのＡＣ−ＤＣコンバータを有し、それぞれのＡＣ−ＤＣコンバータの接続状態を切り替える切替手段を有する電子機器において、第１のＡＣ−ＤＣコンバータはドロッパ型で、整流手段、平滑手段、整流手段と平滑手段との間に切替手段、整流手段の出力電圧を検知する検知手段、を備える。第１のＡＣ−ＤＣコンバータの出力を負荷に接続している場合には、第２のＡＣ−ＤＣコンバータは負荷から切断する。第２のＡＣ−ＤＣコンバータを負荷に接続している場合には、第１のＡＣ−ＤＣコンバータの切替手段によって、平滑手段を整流手段から切断し、整流手段の出力を検知することによって交流電圧の状態を検知する。【選択図】  図１
2015014698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換手段を少なくとも２つ有し、
それぞれのＡＣ−ＤＣ変換手段の接続状態を切り替える切替手段、
切替手段の接続状態を制御する制御手段、
ＡＣ−ＤＣ変換手段の出力に接続する負荷、を有する電子機器において、
ＡＣ−ＤＣ変換手段の少なくとも１つはドロッパ型であり、
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段は、
ドロッパ型で、
交流電圧を全波または半波に整流する整流手段、
整流手段で整流した電圧を平滑する平滑手段、
整流手段と平滑手段との間に上記切替手段、
整流手段の出力電圧を検知する検知手段、を具備し、
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の平滑手段で平滑された電力を上記負荷に供給している場合には、
第２のＡＣ−ＤＣ変換手段の入力か出力のいずれか一方もしくは両方を切断することにより上記負荷への電力供給を遮断し、
第２のＡＣ−ＤＣ変換手段の電力を上記負荷に供給している場合には、
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の上記切替手段によって、
上記平滑手段および上記負荷を上記整流手段から切断し上記整流手段の出力電圧を検知手段で検知することによって上記交流電圧の状態を検知することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
上記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の平滑手段で平滑された電力を上記負荷に供給している場合には、
上記検知手段は上記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段には接続せず、
上記第２のＡＣ−ＤＣ変換手段の電力を上記負荷に供給している場合には、
上記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の上記切替手段によって、
上記平滑手段および上記負荷を上記整流手段から切断し更に上記整流手段の出力を上記検知手段に接続し検知することによって上記交流電圧の状態を検知することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
上記検知手段とは、ゼロクロス検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧のゼロクロスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
上記検知手段とは、周波数検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の周波数であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項５】
上記検知手段とは、電圧検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の電圧であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項６】
上記検知手段とは、電圧検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の波形の歪みであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項７】
上記交流電圧が遮断された場合でも所定期間は上記第２のＡＣ−ＤＣ変換手段から上記負荷に電力を供給でき、
上記検知手段とは、電圧検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の通電および遮断であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つのＡＣ−ＤＣコンバータを有し、動作モードに応じてＡＣ−ＤＣコンバータを選択する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置やパーソナルコンピュータなどの電子機器においては、機器の状態に合わせて複数の動作モードを有するものがある。例えば、ユーザが電子機器を使用する場合には作動モード等と呼ばれる消費電力の大きなモードになり、ユーザが電子機器を使用するために電子機器をスタンバイさせている場合には待機モード等と呼ばれるモードになり、ユーザが電子機器を一定期間使用しない場合には休止モード等と呼ばれる小電力のモードに切り替わる、といった具合である。その他にも、電子機器の動作に合わせて様々な動作モードを有する電子機器は多い。
【０００３】
従来の電子機器には、動作モードに応じてＤＣ−ＤＣコンバータを選択して使用するというものがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
以下、図１１（特許文献１の図５）により、従来の電子機器の構成について説明する。
【０００５】
図１１は、従来の画像形成装置用電源装置の構成を示す回路図であり、商用交流電源１、１次整流・平滑回路２、電源制御回路３、トランス４、２次整流・平滑回路５、６、電圧検知回路７、ＤＣ−ＤＣコンバータ８ａ、８ｂ、平滑コンデンサ９、１０、選択手段１２、モード切替手段１３から成る。
【０００６】
商用交流電源１から入力された交流電圧は１次整流・平滑回路２で１次側の直流電圧に変換される。トランス４で２次電圧に変換され、２次整流・平滑回路５、６によって２次側の直流電圧に変換される。電圧検知回路７で２次整流・平滑回路５の第２ＤＣ電圧Ｖ２を検知し、検知出力を電源制御回路３にフィードバックすることで、２次整流・平滑回路５、６の出力電圧が一定値に保たれる。
【０００７】
第１ＤＣ電圧Ｖ１を出力するＤＣ−ＤＣコンバータとして、２つのＤＣ−ＤＣコンバータ８ａ、８ｂを設けている。ＤＣ−ＤＣコンバータ８ａは大電力で高効率が得られるように設計されており、例えばスイッチング型である。ＤＣ−ＤＣコンバータ８ｂは小電力で高効率が得られるように設計されており、例えばドロッパ型である。選択手段１２はモード切替手段１３からのモード信号に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ８ａ、８ｂのいずれを用いるかを選択し切り替える。
【０００８】
モード信号は、画像形成装置が待機状態であることを示す待機モード信号または画像形成装置が作動状態であることを示す作動モード信号から成り、選択手段１２は、モード信号が作動モード信号である場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ８ａを選択し、モード信号が待機モード信号である場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ８ｂを選択する。
【０００９】
以上の構成により、画像形成装置の作動状態および待機状態のそれぞれにおいてＤＣ−ＤＣコンバータが最も高い変換効率で使用されるので、待機状態における消費電力を抑制することが可能になる。
【００１０】
以上述べた従来例において、作動モード時に小電力用と大電力用のＤＣ−ＤＣコンバータを２つとも接続して第１ＤＣ電圧Ｖ１を出力する構成も考えられる。しかしながら、２つのコンバータの出力電圧値が異なった場合、異なるコンバータに接続された負荷の間では信号電圧レベルが変化するため、入出力アナログ信号レベルや通信信号波形が変化し、電子機器の動作に問題が生じる可能性もある。したがって、大電力用コンバータを接続する場合には、小電力コンバータを切断する方がよい場合が多い。
【００１１】
一般に、小電力用のコンバータで出力できる電力は大電力用のコンバータに比べて極めて小さいため、小電力用コンバータを切断しても大電力用のコンバータですべての電力を出力できる機器が多い。
【００１２】
また、従来の電子機器では、商用交流電源の状態を検出して機器の制御にフィードバックすることで停電時の機器の故障やデータ消失を防いだり、ノイズを低減したりしているものがある。
【００１３】
例えば、従来の情報処理装置においては、商用交流電源の瞬断および停電を検出する回路を設けて通信データの退避を行ったり（特許文献２）、停電を検出した場合に電力供給を蓄電手段に切り替えたりするものがある。また、従来の画像形成装置においては、商用交流電源のゼロクロスを検出する回路を設け、検出したゼロクロス信号を用いてヒータへの通電方法を制御してフリッカの改善を行っているものがある（特許文献３）。従来の電源装置においては、交流電源の位相を検出してスイッチング電源の制御にフィードバックすることで、ノイズ増加を抑制するものもある（特許文献４）。
【００１４】
図１２に従来の画像形成装置の一例を示す。画像形成装置は定着器２５０の温度を制御するために、定着器２５０の発熱体２５２に通電する電力を制御している。定着器２５０の温度情報はサーミスタ２５１によって検出され、コントローラ２３０に送られる。この温度情報に基づいて発熱体２５２へ供給する電力を決定する。発熱体への通電を制御するスイッチにはトライアック２６０（双方向サイリスタ）が用いられている。トライアック２６０はトライアック駆動器２６１により制御されており、トライアックをオンする指令はコントローラ２３０から出される。コントローラ２３０およびその他の負荷２１０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２０から電力を供給されて駆動している。
【００１５】
商用交流電源２００のゼロクロスは、ゼロクロス検出器２４０によって検出され、コントローラ２３０にゼロクロス信号が送られる。このゼロクロス信号によって、ゼロクロスタイミングおよび商用交流電源２００の周波数を測定することができる。
【００１６】
図１３に発熱体２５２への通電の様子を示す。商用交流電源３００に対し、矢印のタイミングでトライアック２６０をオンすると、トライアックをオンしたときから次のゼロクロスまでの間の電力（網掛け部）が発熱体２５２に供給される。このトライアックをオンするタイミングは、発熱体に供給したい電力、ゼロクロスタイミング、商用交流電源の周波数に基づいて決定される。
【００１７】
以上述べた従来例では、商用交流電源の状態を検出するために専用の検出回路を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−０１２８６８号公報
【特許文献２】特開２００８−９７０６８号公報
【特許文献３】特開２００９−２３７０７０号公報
【特許文献４】特開２００４−１２０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、従来の構成（例えば特許文献１）においては２つ設けたコンバータのうちのいずれか一方を使用するという構成であるため、各モードにおいて使用しないコンバータが存在する。待機モード時の消費電力を低減するために具備しているＤＣ−ＤＣコンバータ８ｂは作動モードでは不要になるため、待機モードでの消費電力は低減できるものの、電子機器のコストや体積は増加してしまうという課題があった。
【００２０】
加えて、商用交流電源の状態を検出する手段を備えた電子機器において（例えば特許文献２、３、４）、検出回路を別途設けることにより電子機器のコストや体積が増加してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本出願に係る第１の発明である電子機器は、
交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣ変換手段を少なくとも２つ有し、
それぞれのＡＣ−ＤＣ変換手段の接続状態を切り替える切替手段、
切替手段の接続状態を制御する制御手段、
ＡＣ−ＤＣ変換手段の出力に接続する負荷、を有する電子機器において、
ＡＣ−ＤＣ変換手段の少なくとも１つはドロッパ型であり、
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段は、
ドロッパ型で、
交流電圧を全波または半波に整流する整流手段、
整流手段で整流した電圧を平滑する平滑手段、
整流手段と平滑手段との間に上記切替手段、
整流手段の出力電圧を検知する検知手段、を具備し、
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の平滑手段で平滑された電力を上記負荷に供給している場合には、
第２のＡＣ−ＤＣ変換手段の入力か出力のいずれか一方もしくは両方を切断することにより上記負荷への電力供給を遮断し、
第２のＡＣ−ＤＣ変換手段の電力を上記負荷に供給している場合には、
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の上記切替手段によって、
上記平滑手段および上記負荷を上記整流手段から切断し上記整流手段の出力電圧を検知手段で検知することによって上記交流電圧の状態を検知することを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するために、本出願に係る第２の発明は、
第１の発明に記載の電子機器において、
上記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の平滑手段で平滑された電力を上記負荷に供給している場合には、
上記検知手段は上記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段には接続せず、
上記第２のＡＣ−ＤＣ変換手段の電力を上記負荷に供給している場合には、
上記第１のＡＣ−ＤＣ変換手段の上記切替手段によって、
上記平滑手段および上記負荷を上記整流手段から切断し更に上記整流手段の出力を上記検知手段に接続し検知することによって上記交流電圧の状態を検知することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するために、本出願に係る第３の発明は、
第１乃至第２の発明に記載の電子機器において、
上記検知手段とは、ゼロクロス検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧のゼロクロスであることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するために、本出願に係る第４の発明は、
第１乃至第２の発明に記載の電子機器において、
上記検知手段とは、周波数検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の周波数であることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するために、本出願に係る第５の発明は、
第１乃至第２の発明に記載の電子機器において、
上記検知手段とは、電圧検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の電圧であることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成するために、本出願に係る第６の発明は、
第１乃至第２の発明に記載の電子機器において、
上記検知手段とは、電圧検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の波形の歪みであることを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するために、本出願に係る第７の発明は、
第１乃至第２の発明に記載の電子機器において、
上記交流電圧が遮断された場合でも所定期間は上記第２のＡＣ−ＤＣ変換手段から上記負荷に電力を供給でき、
上記検知手段とは、電圧検知手段であり、
上記交流電圧の状態とは、上記交流電圧の通電および遮断であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、電子機器の動作モードによって負荷に接続しないＡＣ−ＤＣコンバータを用いて交流電圧の状態を検出できる。したがって、交流電圧の状態を検出する回路を別途設ける構成に比べてコストや体積を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電子機器の構成を示す回路図
【図２】本発明の第１の実施例に係る電子機器が動作モードを変更する際のシーケンスを示すフローチャート
【図３】本発明の第１の実施例に係る電子機器において、整流回路と平滑コンデンサが接続された場合の検知信号を示す図
【図４】本発明の第１の実施例に係る電子機器において、整流回路と平滑コンデンサが切断された場合の検知信号を示す図
【図５】本発明の第１の実施例に係る電子機器において、ゼロクロスタイミングの検知の様子を示す図
【図６】本発明の第１の実施例に係る電子機器において、周波数の検知の様子を示す図
【図７】本発明の第１の実施例に係る電子機器において、交流電源遮断の検知の様子を示す図
【図８】本発明の第２の実施例に係る電子機器の構成を示す回路図
【図９】本発明の第２の実施例に係る電子機器が動作モードを変更する際のシーケンスを示すフローチャート
【図１０】本発明の第２の実施例に係る電子機器が動作モードを変更する際のシーケンスを示すフローチャート
【図１１】従来の電子機器の構成を示す模式図
【図１２】従来の画像形成装置の定着器制御の構成を示す模式図
【図１３】従来の画像形成装置の定着器に供給する電力の状態を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［実施例１］
図１は本発明の第１の実施例に係る電子機器の構成を示す回路図である。
【００３１】
電子機器は商用交流電源１００から電力を供給されている。電子機器は２つ以上の動作モードを持ち、１つは電子機器が作動状態である場合の作動モード、１つは電子機器が待機状態である場合の待機モードである。作動モード時の消費電力は待機モード時に比べて大きい。例えば作動モード時の消費電力は数百ワット以上であるのに対し、待機モード時は数ワット以下となる。作動モードは、例えばパーソナルコンピュータであれば高速演算、各種ドライブの駆動、描画等を行うモードであり、画像形成装置であれば画像形成動作を行うモードのことである。待機モードでは、作動モードに比べて低消費電力な状態を維持し、内部もしくは外部からの情報に基づいて作動モードに移行するかを判断して必要な場合には作動モードに移行する。例えば待機モードにある電子機器は、ユーザがスイッチを押すことや、データが送られてきたことを検知した場合に、作動モードに移行する。
【００３２】
電子機器は２つのＡＣ−ＤＣ変換手段であるところのＡＣ−ＤＣコンバータ１１０および１２０を有する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１１０および１２０は１次側の商用交流電源１００を２次側の直流電源に変換する。
【００３３】
第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０はドロッパ型であり、切替手段であるところのスイッチ１１１、整流手段であるところの整流回路１１２、および平滑手段であるところの平滑コンデンサ１１３をから成る。整流回路１１２はトランス１１２ａ、ダイオード１１２ｂ、１１２ｃから成り、商用交流電源１００をトランス１１２ａで２次側電圧に変換、降圧し、ダイオード１１２ｂ、１１２ｃによって整流する。スイッチ１１１がオンの場合、整流回路１１２で全波整流された電圧出力は平滑コンデンサ１１３によって平滑化され、直流電圧Ｖ０となる。ここで、整流回路１１２は全波整流回路としたが半波整流回路であっても構わない。
【００３４】
ＡＣ−ＤＣコンバータ１１０の出力電圧Ｖ０は、レギュレータ１１４によって負荷や商用交流電源１００の電圧によらずに一定電圧Ｖ１になるように制御される。レギュレータ１１４は、抵抗１１４ａ、１１４ｂ、基準電圧１１４ｃ、比較器１１４ｄ、トランジスタ１１４ｅ、コンデンサ１１４ｆから成る。レギュレータ１１４の出力電圧Ｖ１を、抵抗１１４ａ、１１４ｂで分圧し、比較器１１４ｄにおいて基準電圧１１４ｃと比較する。比較器１１４ｄで比較した結果、電圧Ｖ１が基準電圧１１４ｃより高ければトランジスタ１１４ｅをオフし、電圧Ｖ１が基準電圧１１４ｃより低ければトランジスタ１１４ｅをオンして、電圧Ｖ１が一定電圧になるように制御する。電圧Ｖ１を安定させるためにコンデンサ１１４ｆを接続している。
【００３５】
第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０の内部に設けられたスイッチ１１１は、整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３との間に位置し、スイッチ１１１をオンした場合には整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３とが接続され、スイッチ１１１をオフした場合には整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３とが切断される。
【００３６】
第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０は商用交流電源１００を２次側電源に変換、降圧、整流、平滑し、直流電圧Ｖ２を出力する。第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０と商用交流電源１００との間には、スイッチ１２１が設けられている。スイッチ１２１がオンのときは第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０と商用交流電源１００とが接続され、スイッチ１２１がオフのときは第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０と商用交流電源１００とが切断される。
【００３７】
スイッチ１１１、１２１は、制御手段であるところのＣＰＵ１３０によって接続状態が制御されている。ＣＰＵから出力されるスイッチ制御信号１３１、１３２によって、スイッチ１１１、１２１のオン・オフが制御される。
【００３８】
電子機器は負荷１０１、１０２を有し、それぞれの負荷およびＣＰＵ１３０は駆動電圧ＶＣＣから電力を供給されることで動作する。駆動電圧ＶＣＣは、電圧Ｖ１、Ｖ２のいずれかから電力を供給される。電圧Ｖ１、Ｖ２は、それぞれスイッチ１１５、１２２によって駆動電圧ＶＣＣに接続されている。否定論理回路１３４により、スイッチ１１５とスイッチ１２２のオンとオフが逆になるように設定されており、電圧Ｖ１、Ｖ２のいずれか一方が駆動電圧ＶＣＣに電力を供給する。
【００３９】
駆動電圧ＶＣＣに対して、電圧Ｖ１またはＶ２のどちらから電力を供給するかは、ＣＰＵ１３０からの選択信号１３３によって決定される。選択信号１３３がＨｉｇｈのときはスイッチ１１５がオンになりスイッチ１２２はオフとなるため、駆動電圧ＶＣＣには電圧Ｖ１から電力が供給される。選択信号１３３がＬｏｗのときはスイッチ１１５がオフになりスイッチ１２２はオンとなるため、駆動電圧ＶＣＣには電圧Ｖ２から電力が供給される。駆動電圧ＶＣＣへの接続をＶ１からＶ２、もしくはＶ２からＶ１へと切り替える際にＶＣＣが所定電圧範囲に収まるようにコンデンサ１３７が接続されている。
【００４０】
ＣＰＵ１３０および負荷１０１は電子機器の制御、センサ、ユーザインターフェイス等に関わる負荷であり、動作モードに関わらず常に駆動電圧ＶＣＣに接続されている。一方、負荷１０２は電子機器の待機モード時には不要で、作動モード時に必要となる負荷であり、スイッチ１３６を介して駆動電圧ＶＣＣに接続されている。スイッチ１３６はＣＰＵ１３０により制御されており、ＣＰＵ１３０から出力される負荷接続制御信号１３５がＨｉｇｈになりスイッチ１３６がオンしたときに、負荷１０２が駆動電圧ＶＣＣに接続される。
【００４１】
負荷接続制御信号１３５がＬｏｗであれば負荷１０２は駆動電圧ＶＣＣに接続されない。作動モードではスイッチ１３６をオンし、負荷１０２をＶＣＣに接続する。一方、待機モードではスイッチ１３６をオフし、負荷１０２はＶＣＣから切断される。したがって、待機モードは作動モードに比べて消費電力が小さくなる。負荷１０２は、例えばパーソナルコンピュータであればハードディスク、液晶画面、グラフィックボード等であり、画像形成装置であれば高電圧バイアス回路、メディア搬送用モータ等である。
【００４２】
前述のとおり第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０はドロッパ型であり、小電力を出力する場合に高効率になる。一方、第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０は例えばスイッチング型であり、大電力を出力する場合に高効率になる。そこで、待機モードでは、第１のＡＣ−ＤＣコンバータから駆動電圧ＶＣＣに電力を供給し、作動モードでは第２のＡＣ−ＤＣコンバータから駆動電圧ＶＣＣに電力を供給する。動作モードに応じて使用するＡＣ−ＤＣコンバータを選択することで、待機モードにおける消費電力を低減することができる。
【００４３】
図１に示した電子機器を商用交流電源１００に接続したとき（商用電源投入時）に作動モードに移行するためには、電源オフの状態でスイッチ１２１およびスイッチ１２２をオンしておく必要がある。それによって、商用交流電源１００から電力が供給されたときに、第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０が動作して駆動電圧ＶＣＣに電力を供給し、負荷１０１、１０２やＣＰＵ１３０が駆動し、作動モードに移行できる。スイッチ１２２がオンであるときスイッチ１１５はオフになるため、第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０からは電力が供給されない。
【００４４】
逆に、商用電源投入時に電子機器を待機モードにするためには、電源オフの状態でスイッチ１１１およびスイッチ１１５をオンしておく必要がある。それによって、商用交流電源１００から電力が供給されたときに、第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０が動作して駆動電圧ＶＣＣに電力を供給し、負荷１０１やＣＰＵ１３０が駆動し、待機モードに移行できる。この場合、スイッチ１２２はオフになるため、第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０からは電力が供給されない。
【００４５】
電源オフ時のスイッチの設定によって、商用交流電源接続時にいずれのモードに入ることも可能である。
【００４６】
以下で、電子機器が待機モードから作動モードに移行する場合のシーケンスおよび商用交流電源の状態の検知方法について述べる。図２に、待機モードから作動モードに移行するシーケンスを示す。
【００４７】
作動モードと待機モードの選択、決定はＣＰＵ１３０でなされる。電子機器が待機モード（Ｓ１０１）から作動モードに移行する場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）には、スイッチ１２１をオンし、第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０を商用交流電源１００に接続する（Ｓ１０３）。第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧Ｖ２が駆動電圧ＶＣＣに対して十分な電圧に達しするまで所定時間待った後（Ｓ１０４）、スイッチ１２２をオンし、同時にスイッチ１１５をオフする。その結果、駆動電圧ＶＣＣには電圧Ｖ２からのみ電力が供給され、電圧Ｖ１からの供給は絶たれる（Ｓ１０５）。駆動電圧ＶＣＣの電圧値が連続になるように、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との切り替えを行う。その後、任意のタイミングでスイッチ１３６をオンし、負荷１０２を駆動電圧ＶＣＣに接続する。さらにスイッチ１１１をオフして、第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１１０の整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３の接続を切断する（Ｓ１０６）。その後、検知信号１４１によって商用交流電源１００の状態の検知を開始する（Ｓ１０７）。
【００４８】
Ｓ１０４で出力電圧Ｖ２が駆動電圧ＶＣＣの所定電圧範囲に収まってからスイッチ１２２をオンする際に、ＡＣ−ＤＣコンバータの構成から電圧が安定するまでの時間を予測して所定時間待っても良いし、ＣＰＵ１３０で電圧Ｖ２を測定して所定電圧範囲に収まっていることを確認しても良い。
【００４９】
図１に示すように、整流回路１１２の出力は整流回路出力１４２として、検知手段であるところの検知回路１４０に接続されている。検知回路１４０は抵抗１４０ａ、１４０ｂから成り、整流回路出力１４２を分圧して、検知信号１４１に変換している。検知信号１４１は、ＣＰＵ１３０のＡＤポートに接続されている。
スイッチ１１１がオンしており、整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３とが接続されているときは、検知信号１４１は図３に示すような直流電圧となる。一方、Ｓ１０６でスイッチ１１１をオフして平滑コンデンサ１１３が切断されることにより、検知信号１４１は図４に示すような全波整流波形となるため、商用交流電源の状態を検知しやすくなる。スイッチ１１１をオフしていれば、整流回路１１２の出力である整流回路出力１４２には、商用交流電源１００を降圧して整流した電圧波形が表れる。検知信号１４１は整流回路出力１４２を分圧したのみであるため、この検知信号１４１をＣＰＵ１３０のＡＤポートに入力することで、商用交流電源１００の状態を検知することが可能になる。
【００５０】
Ｓ１０７において、商用交流電源１００が接続されていれば、検知信号１４１で全波整流波形を検知できる。これにより交流電源の状態、例えばゼロクロス、周波数、電圧、波形の歪み等を検知できる。
【００５１】
例えば図５に示すように、検知信号１４１は波形４１０のようになる。ゼロクロスを検知する場合、０Ｖ付近に閾値電圧４３１を設定すれば、この閾値を通過するタイミング、すなわち矢印４３２のタイミングで商用交流電源のゼロクロスが発生していることを検知できる。
【００５２】
また、図６に示すように、検知信号波形４１０が或る閾値電圧４４１と交差するタイミング（矢印４４２）を検出し、その周期を測定することで全波整流波形の周期が分かる。商用交流電源の正弦波の周期は、検知信号波形４１０の周期の２倍である。
【００５３】
さらに、商用交流電源１００から供給される交流電圧値は次のように算出できる。商用交流電源１００は、コイル１１２ａの巻き線仕様により所定の割合で降圧され、ダイオード１１２ｂ、１１２ｃによって一定電圧降下され、整流回路出力１４２になる。整流回路出力１４２は検知回路１４０で所定の割合で分圧されるため、検知信号１４１の電圧を測定することで商用交流電源１００の電圧を算出することができる。この電圧を測定することで、商用交流電源の波形の歪みを検出することもできる。
【００５４】
検知した商用交流電源１００のゼロクロスタイミング、周波数、電圧は、例えば画像形成装置において記録材に転写した画像を熱定着させるための定着器の通電制御に利用できる。ゼロクロスタイミングや商用交流電源の周波数を用いた定着器の制御は、背景技術で述べたとおりである。
【００５５】
加えて、商用交流電源の電圧を検出することで、定着器への通電時間と電力の関係を精度良く推定することができる。従来は、電流検知回路等を付加して通電電流を検出することで、定着器への供給電力を算出していた。具体的には、発熱体に通電する電力は通電電流値と発熱体の抵抗値で得られることから、通電電流は測定し、発熱体の抵抗値は測定もしくはばらつきを考慮して推定することで、供給電力を算出していた。同様に、商用交流電源の電圧値が上記の方法で検知できるため、発熱体の抵抗値から供給電力を精度よく算出できる。
【００５６】
検知信号１４１により電子機器に入力される交流電源の波形の歪みを検知して電子機器の制御や電源回路の制御にフィードバックすることで、波形の歪みを低減して電力効率の向上やノイズ低減をすることも可能である。例えば、画像形成装置の定着器の発熱体への通電パターンを変更することで、波形の歪みを低減させることができる。
【００５７】
また、電子機器のＡＣプラグが抜かれた場合や停電が発生した場合などの商用交流電源遮断後に、所定期間は第２のＡＣ−ＤＣコンバータから駆動電圧ＶＣＣに電力を供給できれば、商用交流電源１００から電力の供給がなくなったこと（商用電源遮断と呼ぶ）を、検知信号１４１を用いて検知できる。
【００５８】
電力遮断が発生すると電子機器に電力が供給されなくなるため、不適切な状態で電子機器が停止してしまうことが予想される。そこで、電力遮断を検知した場合には、第２のＡＣ−ＤＣコンバータに蓄えられた電力を用いて電子機器を適切な状態に移行させることができる。例えば、蓄電手段を有する電子機器であれば、商用交流電源から蓄電手段に電力供給に切り替える。情報・通信機器であれば起動しているアプリケーションや通信を適切に終了し、データを不揮発メモリに退避させ保存する。画像形成装置であれば画像形成のジョブをミスプリントが発生しないタイミングで中断する。
【００５９】
図７に示すように、商用交流電源４５０が遮断した場合、検知信号４６０（検知信号１４１の信号波形）も同様に出力されなくなる。例えば、閾値電圧４６１に交差するタイミング信号４６２を検出して商用交流電源の有無を確認していた場合、タイミング４６３（点線）で得られるはずの信号が入力されなければ、商用電源遮断と判断することができる。第２のＡＣ−ＤＣコンバータの出力電圧４６４は、商用電源遮断後に所定時間経過して、タイミング４６５で電圧が降下する。この場合、タイミング４６３と４６５の間の時間４６６で、上記のように電子機器を適切な状態に移行もしくは終了させることが可能になる。その結果、電子機器の誤動作や故障、通信データの消失などを防ぐことができるという利点がある。
【００６０】
以上述べたように商用交流電源のゼロクロス、周波数、電圧、波形歪み、電力遮断を検知して電子機器を制御している場合、本実施例のように第１のＡＣ−ＤＣコンバータを用いて商用交流電源の状態を検知することができれば専用の検知回路が不要になり、電子機器のコストや体積を低減できるという利点がある。
【００６１】
また、整流回路から平滑コンデンサを切断するため、平滑コンデンサが接続されたままの状態に比べて検出信号波形が鈍らず、商用交流電源の状態を高精度に検知することができる。
【００６２】
さらに動作モードに応じて使用するＡＣ−ＤＣコンバータを選択することで、待機モードにおける消費電力を低減することができる。
【００６３】
［実施例２］
図３は本発明の第２の実施例に係る電子機器の構成を示す回路図である。第１の実施例（図１）とは以下に述べる部分が異なる。
【００６４】
第１のＡＣ−ＤＣ変換手段であるところの第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１５３はドロッパ型であり、切替手段であるところのスイッチ１５５、整流手段であるところの整流回路１１２、および平滑手段であるところの平滑コンデンサ１１３をから成る。スイッチ１５３が平滑手段１１２と平滑コンデンサ１１３とを接続している場合、整流回路１１２で全波整流された電圧出力は平滑コンデンサ１１３によって平滑化され、直流電圧Ｖ０となる。スイッチ１５５の動作は、ＣＰＵから出力されるスイッチ制御信号１５４によって制御される。
【００６５】
スイッチ１５５の接続を切り替えることによって、平滑手段１１２と検知回路１５０とを接続することもできる。検知回路１５０は抵抗１５０ａ、１５０ｂ、基準電圧１５０ｃ、比較器１５０ｄから成る。整流回路出力１５２を抵抗１５０ａ、１５０ｂで分圧し、比較器１５０ｄで基準電圧１５０ｃと比較した信号が検知信号１５１である。検知信号１５１は、ＣＰＵ１３０に入力される。ＣＰＵ１３０のポートはＨｉｇｈ、Ｌｏｗのみを検出できれば良く、ＡＤポートである必要はない。商用交流電源１００の周波数や遮断を検知するだけであれば、本実施例の検出回路の構成でも実現可能である。もちろん、検知回路１５０は、第１の実施例の検知回路１４０と同様の構成であっても構わない。
【００６６】
本実施例では、第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１５３から駆動電圧ＶＣＣに電力を供給する際に、整流手段１１２と検知回路１５０との接続を切断するため、待機モード時の検出回路１５０での消費電力を低減することができる。
【００６７】
以下で、本実施例の電子機器が待機モードから作動モードに移行する場合のシーケンスについて述べる。図９に、待機モードから作動モードに移行するシーケンスを示す。Ｓ１０１〜１０５のシーケンスは第１の実施例と同じである。第１の実施例（図２）とは以下に述べる部分が異なる。
【００６８】
待機モードの場合、整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３とは、スイッチ１５５で接続されている。Ｓ１０５の後、スイッチ１５５を切り替え、整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３とを切断し、整流回路１１２と検知回路１５０とを接続する（Ｓ１１０）。その後、検知信号１５１をＣＰＵのポートで読み取り、商用交流電源１００の状態を検知する（Ｓ１１１）。
【００６９】
商用交流電源の検知方法は第１の実施例で述べたとおりであり、基準電圧１５０ｃが閾値電圧となるように設定すればよい。
【００７０】
また、図１０に本実施例の電子機器が作動モードから待機モードに移行する場合のシーケンスを示す。
【００７１】
電子機器が作動モードである場合（Ｓ２０１）、スイッチ１５３によって整流回路１１２は検知回路１５０に接続されている。駆動電圧ＶＣＣには第２のＡＣ−ＤＣコンバータから電力が供給されている。
【００７２】
作動モードと待機モードの選択、決定はＣＰＵ１３０でなされる。電子機器が待機モードに移行する場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）には、スイッチ１５５を切り替え、第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１５３の整流回路１１２と検知回路１５０とは切断し、整流回路１１２と平滑コンデンサ１１３とを接続する。また、スイッチ１３６をオフして負荷１０２を駆動電圧ＶＣＣから切断する（Ｓ２０３）。レギュレータ１１４の出力電圧Ｖ１が駆動電圧ＶＣＣに対して十分な電圧に達するまでの所定時間が経過した後（Ｓ２０４）にスイッチ１１５をオンし、同時にスイッチ１２２をオフする。その結果、駆動電圧ＶＣＣには電圧Ｖ１からのみ電力が供給され、電圧Ｖ２からの電力供給は絶たれる（Ｓ２０５）。さらにスイッチ１２１をオフして、第２のＡＣ−ＤＣコンバータ１２０と商用交流電源１００との接続を切断する（Ｓ２０６）ことで、第２のＡＣ−ＤＣコンバータの消費電力を削減することができる。
【００７３】
Ｓ２０４で出力電圧Ｖ２が駆動電圧ＶＣＣに対して十分な電圧に達したことを判断するために、ＣＰＵ１３０で電圧Ｖ１を測定していても良いことは第１の実施例と同じである。
【００７４】
以上述べたシーケンスにより、電子機器は作動モードから待機モードに移行できる。このシーケンスは実施例１においても同様である。
【００７５】
本実施例の電子機器では、待機モード時に第１のＡＣ−ＤＣコンバータ１５３から駆動電圧ＶＣＣに電力を供給する際に、整流手段１１２と検知回路１５０との接続を切断する。したがって、待機モード時の検出回路１５０での消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００‥‥商用交流電源
１０１‥‥負荷
１０２‥‥負荷
１１０‥‥第１のＡＣ−ＤＣコンバータ
１１１‥‥スイッチ
１１２‥‥整流回路
１１３‥‥平滑コンデンサ
１１４‥‥レギュレータ
１１５‥‥スイッチ
１２０‥‥第２のＡＣ−ＤＣコンバータ
１２１‥‥スイッチ
１２２‥‥スイッチ
１３０‥‥ＣＰＵ
１３１‥‥スイッチ制御信号
１３２‥‥スイッチ制御信号
１３３‥‥選択信号
１３４‥‥否定論理回路
１４０‥‥検知回路
１４１‥‥検知信号
１５０‥‥検知回路
１５１‥‥検知信号
１５３‥‥第１のＡＣ−ＤＣコンバータ
１５４‥‥スイッチ制御信号
１５５‥‥スイッチ
【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１】
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【図２】
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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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