(57)【要約】【課題】装置が省電力状態に遷移したときに、効率よく消費電力を低減すること。【解決手段】交流電圧から第一の出力電圧ＶＣＣ１を生成する電源３００と、電源３００により生成された第一の出力電圧ＶＣＣ１を負荷へ供給又は遮断するロードスイッチ３６６と、ロードスイッチ３６６の接続又は切断を制御する制御部４００と、制御部４００によりロードスイッチ３６６が切断されると、電源３００により生成される第一の出力電圧ＶＣＣ１を所定値よりも低下させる比較回路３９８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧から第一の直流電圧を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記第一の直流電圧を負荷へ供給又は遮断するスイッチと、
前記スイッチの接続又は切断を制御する制御手段と、
前記制御手段により前記スイッチが切断されると、前記生成部により生成される前記第一の直流電圧を所定値よりも低下させる電圧変更手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電圧変更手段は、前記スイッチの切断によって前記負荷へ供給される電圧が低下することに応じて前記生成部により生成される前記第一の直流電圧を前記所定値よりも低下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３】
前記電圧変更手段は、
前記生成部により生成された電圧を分圧する抵抗を有し、
前記制御手段により前記スイッチが切断されると、前記抵抗の分圧比を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記スイッチはＦＥＴであり、
前記ＦＥＴは、前記制御手段からゲート端子に入力された信号に応じてオン又はオフし、
前記生成部は、前記ＦＥＴがオンのときに前記第一の直流電圧を第二の直流電圧として負荷に供給することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記抵抗は、複数の抵抗からなり、
前記電圧変更手段は、
コレクタ端子に前記複数の抵抗のうちの第一の抵抗の一端が接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子に前記第二の直流電圧が供給された第一のトランジスタを有し、
前記第一のトランジスタがオンのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの他の抵抗と非接続の状態、前記第一のトランジスタがオフのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの他の抵抗と接続の状態となることにより、前記抵抗の分圧比を変更す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】
前記スイッチは第一のＦＥＴと第二のＦＥＴであり、
前記第一のＦＥＴは、前記制御手段からゲート端子に入力された第一の信号に応じてオン又はオフし、
前記生成部は、前記第一のＦＥＴがオンのときに前記第一の直流電圧を第二の直流電圧として第一の負荷に供給し、
前記第二のＦＥＴは、前記制御手段からゲート端子に入力された第二の信号に応じてオン又はオフし、
前記生成部は、前記第二のＦＥＴがオンのときに前記第一の直流電圧を第三の直流電圧として第二の負荷に供給することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項７】
前記抵抗は、複数の抵抗からなり、
前記電圧変更手段は、
前記第二の直流電圧と前記第三の直流電圧が入力される論理積回路と、
前記第二の直流電圧と前記第三の直流電圧が入力される論理和回路と、
コレクタ端子に前記複数の抵抗のうちの第一の抵抗の一端が接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子に前記論理和回路の出力端子が接続された第一のトランジスタと、
エミッタ端子に前記第一の直流電圧が供給され、コレクタ端子に前記複数の抵抗のうちの前記第一の抵抗とは異なる第二の抵抗の一端が接続され、ベース端子に前記論理積回路の出力端子が接続された第二のトランジスタと、
を有し、
前記第一のトランジスタがオンのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第一の抵抗を除く他の抵抗と非接続の状態、前記第一のトランジスタがオフのときに前記第一の抵抗が前記第一の抵抗を除く他の抵抗と接続の状態、前記第二のトランジスタがオンのときに前記第二の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第二の抵抗を除く他の抵抗と非接続の状態、前記第二のトランジスタがオフのときに前記第二の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第二の抵抗を除く他の抵抗と接続の状態、となることにより、前記抵抗の分圧比を変更することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記生成部は、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に流れる電流をオン又はオフするスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング動作を制御する制御部と、を有するスイッチング電源であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
記録媒体に画像形成を行う画像形成手段を備える画像形成装置であって、
交流電圧から第一の直流電圧を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記第一の直流電圧を負荷へ供給又は遮断するスイッチと、
前記スイッチの接続又は切断を制御する制御手段と、
前記制御手段により前記スイッチが切断されると、前記生成部により生成される前記第一の直流電圧を所定値よりも低下させる電圧変更手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記電圧変更手段は、前記スイッチの切断によって前記負荷へ供給される電圧が低下することに応じて前記生成部により生成される前記第一の直流電圧を前記所定値よりも低下させることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電圧変更手段は、
前記生成部により生成された電圧を分圧する抵抗を有し、
前記制御手段により前記スイッチが切断されると、前記抵抗の分圧比を変更することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、所定電力を消費する第一モードでは前記スイッチを接続し、前記第一モードよりも消費する電力を低減させる第二モードでは前記スイッチを遮断することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記スイッチはＦＥＴであり、
前記ＦＥＴは、前記制御手段からゲート端子に入力された信号に応じてオン又はオフし、
前記生成部は、前記ＦＥＴがオンのときに前記第一の直流電圧を第二の直流電圧として負荷に供給することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記第一の直流電圧の前記制御手段への供給を接続又は遮断するための主スイッチを備え、
前記制御手段は、前記主スイッチにより前記第一の直流電圧が供給されると、前記ＦＥＴをオンするために前記信号を出力することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、ベース端子に前記主スイッチが接続され、コレクタ端子に前記信号が入力され、エミッタ端子が接地されたトランジスタを有し、
前記主スイッチにより前記第一の直流電圧が前記トランジスタのベース端子に供給されることにより前記トランジスタがオンし、前記信号がローレベルとなって前記ＦＥＴがオンされることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記トランジスタのベース端子に接続されたコンデンサを有し、
前記コンデンサの放電が終了する前に、前記信号をローレベルにラッチすることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記抵抗は、複数の抵抗からなり、
前記電圧変更手段は、
コレクタ端子に前記複数の抵抗のうちの第一の抵抗の一端が接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子に前記第二の直流電圧が供給された第一のトランジスタを有し、
前記第一のトランジスタがオンのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの他の抵抗と非接続の状態、前記第一のトランジスタがオフのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの他の抵抗と接続の状態となることにより、前記抵抗の分圧比を変更することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記スイッチは第一のＦＥＴと第二のＦＥＴであり、
前記第一のＦＥＴは、前記制御手段からゲート端子に入力された第一の信号に応じてオン又はオフし、
前記生成部は、前記第一のＦＥＴがオンのときに前記第一の直流電圧を第二の直流電圧として第一の負荷に供給し、
前記第二のＦＥＴは、前記制御手段からゲート端子に入力された第二の信号に応じてオン又はオフし、
前記生成部は、前記第二のＦＥＴがオンのときに前記第一の直流電圧を第三の直流電圧として第二の負荷に供給することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記第一の直流電圧の前記制御手段への供給を接続又は遮断するための主スイッチを備え、
前記制御手段は、前記主スイッチにより前記第一の直流電圧が供給されると、前記第一のＦＥＴをオンするために前記第一の信号を出力することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、ベース端子に前記主スイッチが接続され、コレクタ端子に前記第一の信号が入力され、エミッタ端子が接地されたトランジスタを有し、
前記主スイッチにより前記第一の直流電圧が前記トランジスタのベース端子に供給されることにより前記トランジスタがオンし、前記第一の信号がローレベルとなって前記第一のＦＥＴがオンされることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記トランジスタのベース端子に接続されたコンデンサを有し、
前記コンデンサの放電が終了する前に、前記第一の信号をローレベルにラッチすることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、前記生成部の出力電流に応じて、前記第二のＦＥＴをオン又はオフするために前記第二の信号を出力することを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記抵抗は、複数の抵抗からなり、
前記電圧変更手段は、
前記第二の直流電圧と前記第三の直流電圧が入力される論理積回路と、
前記第二の直流電圧と前記第三の直流電圧が入力される論理和回路と、
コレクタ端子に前記複数の抵抗のうちの第一の抵抗の一端が接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子に前記論理和回路の出力端子が接続された第一のトランジスタと、
エミッタ端子に前記第一の直流電圧が供給され、コレクタ端子に前記複数の抵抗のうちの前記第一の抵抗とは異なる第二の抵抗の一端が接続され、ベース端子に前記論理積回路の出力端子が接続された第二のトランジスタと、
を有し、
前記第一のトランジスタがオンのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第一の抵抗を除く他の抵抗と非接続の状態、前記第一のトランジスタがオフのときに前記第一の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第一の抵抗を除く他の抵抗と接続の状態、前記第二のトランジスタがオンのときに前記第二の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第二の抵抗を除く他の抵抗と非接続の状態、前記第二のトランジスタがオフのときに前記第二の抵抗が前記複数の抵抗のうちの前記第二の抵抗を除く他の抵抗と接続の状態、となることにより、前記抵抗の分圧比を変更することを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、所定電力を消費する第一モードでは前記第一のＦＥＴをオン且つ前記第二のＦＥＴをオフし、前記第一モードよりも消費する電力を低減させる第二モードでは前記第一のＦＥＴ及び前記第二のＦＥＴをオフし、前記第一モードよりも前記生成部の出力電流が大きい第三モードでは前記第一のＦＥＴ及び前記第二のＦＥＴをオンすることを特徴とする請求項１８乃至２３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２５】
前記生成部は、一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記一次巻線に流れる電流をオン又はオフするスイッチング動作を行うスイッチング素子と、を有するスイッチング電源であることを特徴とする請求項９乃至２４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【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、出力にロードスイッチを備えたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング電源には、出力電流が変化しても出力電圧を一定電圧に制御するための制御回路が設けられている。この制御回路は、基準電圧と、スイッチング電源の出力電圧を抵抗分圧した中間点電位とが、同電位になるように制御する比較回路である。
【０００３】
ところで、スイッチング電源が搭載された装置では、装置が動作を終了し、所定時間が経過すると、省電力状態に遷移する。省電力状態では、装置の制御部から出力される電圧切替信号に基づき、スイッチング電源の出力電圧が定格電圧より低くなる方向に変更する制御が知られている。制御方法としては、例えば、上述した比較回路にあるスイッチング電源の出力電圧を抵抗分圧する分圧比を変える方法、又は比較回路の基準電圧を変える方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、装置が省電力状態に移行した後のスイッチング電源の損失を低減する方法が提案されている。これにより、省電力状態において効率の良い省エネルギーを実現することができる。
【０００４】
装置が省電力状態から復帰して動作を開始する際には、装置の制御部から出力される上述した電圧切替信号に基づき、前述した動作とは逆の動作を行う。即ち、スイッチング電源の出力電圧を降下した電圧から、定格電圧に戻す制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９９７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
装置の制御部から出力される電圧切替信号に基づき、スイッチング電源の出力電圧を変更制御する方法を、図７に示す。なお、図７の詳細な説明は後述する。装置が省電力状態になると、制御部１４００は、電圧切替信号ＶＣＨＧをハイレベルからローレベルに切り替え、スイッチング電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧より低くする。一方、装置が画像形成を実行する動作状態になると、制御部１４００は、電圧切替信号ＶＣＨＧをローレベルからハイレベルに切り替え、スイッチング電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧に戻す。
【０００７】
ところで、装置の制御部１４００は、装置で消費されている全ての電流を把握できない場合がある。この場合、制御部１４００は、制御部１４００に接続される回路が停止するタイミングを予測して電圧切替信号ＶＣＨＧを制御する（以下、予測制御という）必要が生じる。図８に示すように、装置が動作状態からスタンバイ状態に遷移した際、制御部１４００の消費電流は電流Ｉ１から電流Ｉ２へ降下する。更に装置がスタンバイ状態から省電力状態に遷移した直後では、制御部１４００の消費電流は、装置の一部がまだ駆動している場合、電流Ｉ２の状態のままである。この場合、スタンバイ状態から省電力状態に遷移してから、例えば時間Ｔ１経過後に、負荷が全てオフし、電流Ｉ３へと降下する。このような場合、制御部１４００は、余裕を持って時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２経過後に、電圧切替信号ＶＣＨＧをハイレベルからローレベルへ変化させ、出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧の３．３７Ｖから３．２２Ｖへと降下させる。即ち、図８に示すように、電力が最も降下する状態に移行するのは、装置が省電力状態になってから時間Ｔ２経過後となる。
【０００８】
これに対し、制御部１４００が、回路の必要な動作が完了していないにも拘わらず、省電力用にスイッチング電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を降下させてしまうと、電線や回路の配線経路などで更に電圧降下が発生する。これにより、制御部１４００の電圧が下がりすぎてしまい、回路が動作できなくなるおそれがある。このため、上述したように、省電力移行後は制御負荷が全てオフとなるまで待ってから、スイッチング電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を降下させることが必要になる。即ち、消費電流が電流Ｉ３に降下してから後に、出力電圧ＶＣＣ１の電圧を降下させる必要が生じる。また、省電力状態であるにも拘わらず、負荷の全てがオフに遷移したことを判断できない場合には、スイッチング電源の出力電圧を降下させられない状況も起こり得る。この様な場合、省電力状態における電力損失を充分に低減できないこととなる。
【０００９】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、装置が省電力状態に遷移したときに、効率よく消費電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【００１１】
（１）交流電圧から第一の直流電圧を生成する生成部と、前記生成部により生成された前記第一の直流電圧を負荷へ供給又は遮断するスイッチと、前記スイッチの接続又は切断を制御する制御手段と、前記制御手段により前記スイッチが切断されると、前記生成部により生成される前記第一の直流電圧を所定値よりも低下させる電圧変更手段と、を備えることを特徴とする電源装置。
【００１２】
（２）記録媒体に画像形成を行う画像形成手段を備える画像形成装置であって、交流電圧から第一の直流電圧を生成する生成部と、前記生成部により生成された前記第一の直流電圧を負荷へ供給又は遮断するスイッチと、前記スイッチの接続又は切断を制御する制御手段と、前記制御手段により前記スイッチが切断されると、前記生成部により生成される前記第一の直流電圧を所定値よりも低下させる電圧変更手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置が省電力状態に遷移したときに、効率よく消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一の実施の形態の電源を使用した装置構成図
【図２】第一の実施の形態の電源構成を示す回路図
【図３】第一の実施の形態の画像形成装置の断面図、リモート信号のタイミング図
【図４】第一の実施の形態のリモート信号処理を示すフローチャート
【図５】第二の実施の形態の電源を使用した装置構成図、電源構成を示す回路図
【図６】第二の実施の形態のリモート信号のタイミング図
【図７】従来例の電源を使用した装置構成図、電源構成を示す回路図
【図８】従来例の電圧切替信号のタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［従来のスイッチング電源］
後述する実施の形態との比較のために、従来のスイッチング電源（以下、単に電源という）の構成について説明する。図７（ａ）は従来例の電源を使用した装置構成図、図７（ｂ）は従来例の電源の構成を示す回路図であり、図７（ａ）の電源３００の詳細を示したものである。
【００１６】
ＡＣプラグ１００を介して商用交流電源から供給された交流電圧は、フィルタ回路２００によりノイズを低減され、電源３００により直流電圧に変換され、出力電圧ＶＣＣ１が生成される。電源３００は、制御部１４００、制御負荷５００、５１０、センサ６００等に出力電圧ＶＣＣ１を供給する。ここで、制御負荷５００、５１０は、制御部１４００によって制御される負荷である。制御部１４００は、電圧切替信号ＶＣＨＧを電源３００に出力し、出力電圧ＶＣＣ１の電圧切り替え制御を行っている。電源３００を搭載している装置の状態としては、３つの状態がある。一つ目は装置が画像形成（準備動作も含む）を実行して所定電力を消費している第一のモードである動作状態である。二つ目は装置の稼動準備ができていて、画像形成の開始を待機しているスタンバイ状態である。三つ目は装置が一部の負荷への電力供給を遮断している第二のモードである省電力状態である。装置が省電力状態に遷移すると、制御部１４００は、電圧切替信号ＶＣＨＧをハイレベルからローレベルに切り替え、電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧より低くする。これにより、電源３００の出力電力を低減し、装置の電力を低減している。一方、装置が動作状態に遷移すると、制御部１４００は、電圧切替信号ＶＣＨＧをローレベルからハイレベルに切り替え、電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧に戻す。
【００１７】
電源３００は、比較回路３９０を有しており、比較回路３９０は、トランジスタ３５９、抵抗３５７、３５８、３６０、シャントレギュレータ３５５、フォトカプラ３０４等で構成される。比較回路３９０は、電源３００の出力電圧ＶＣＣ１が一定電圧になるように制御するための回路である。制御部１４００から出力される電圧切替信号ＶＣＨＧがハイレベルの場合、トランジスタ３５９がオンする。トランジスタ３５９がオンすると、抵抗３５８の両端を実質的に短絡する。比較回路３９０内には、抵抗３６０、抵抗３５７、抵抗３５８からなる電源３００の出力電圧ＶＣＣ１の分圧回路が形成されている。比較回路３９０は、この分圧回路の電位とシャントレギュレータ３５５の基準電圧Ｖｒｅｆとの比較を行うことで、フィードバック制御を行っている。制御部１４００は、電圧切替信号ＶＣＨＧを出力することで、抵抗３５８の接続（トランジスタ３５９がオフのとき）、非接続（トランジスタ３５９がオンのとき）を制御しており、電源３００の出力電圧ＶＣＣ１の電圧切替を行うことができる。制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧがローレベルのとき（トランジスタ３５９はオフ）、電源３００の出力電圧ＶＣＣ１は、
Ｖｒｅｆ×（抵抗３６０＋抵抗３５７＋抵抗３５８）／（抵抗３５７＋抵抗３５８）
という電圧となる。
【００１８】
一方、制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧがハイレベルになると、トランジスタ３５９がオンし、抵抗３５８の両端は実質的に短絡となり、スイッチング電源３００の出力電圧ＶＣＣ１は、
Ｖｒｅｆ×（抵抗３６０＋抵抗３５７）／抵抗３５７
という電圧となる。
【００１９】
ここで、抵抗３６０が１０ｋΩ、抵抗３５７が５．９ｋΩ、抵抗３５８が４３０Ω、Ｖｒｅｆが１．２５Ｖである場合を考える。この場合、制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧがハイレベルのときには、出力電圧ＶＣＣ１は定格電圧である３．３７Ｖに制御される。一方、制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧ信号がローレベルのときには、出力電圧ＶＣＣ１は定格電圧より電位の低い３．２２Ｖに制御される。
【００２０】
このように、制御部１４００が省電力移行時に電圧切替信号ＶＣＨＧをハイレベルからローレベルに切り替えることで、出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧３．３７Ｖから３．２２Ｖに降下させる。更に、装置が省電力状態から動作状態又はスタンバイ状態に復帰すると、制御部１４００が電圧切替信号ＶＣＨＧをローレベルからハイレベルに切り替えることで、スイッチング電源の出力電圧を定格電圧３．３７Ｖに戻す制御を行うことができる。
【００２１】
［従来の電圧切替信号の出力タイミング］
上述したように、装置の制御部１４００は、装置で消費している全ての電流を把握できない場合がある。この場合、制御部１４００は、制御部１４００に接続されている回路が停止するタイミングを予測して電圧切替信号ＶＣＨＧを制御する予測制御を行う必要が生じる。これは、省電力状態であるにも拘わらず、装置の制御負荷が全てオフせずに消費電流が生じているとき、又は制御負荷５００、５１０が実際にオフするまでの遅延時間が生じる場合、などがあるからである。
【００２２】
図８は、装置が省電力状態へ遷移する際の、制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧの出力タイミングを示したものである。詳細には、図８（ａ）は装置の状態を示す図、図８（ｂ）は制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧを示す図、図８（ｃ）は電源３００の出力電圧ＶＣＣ１の電圧値を示す図である。また、図８（ｄ）は出力電圧ＶＣＣ１が供給されている制御部１４００、制御負荷５００、５１０、センサ６００が消費する消費電流の電流値を示す図、図８（ｅ）は装置が消費する電力（消費電力）を示す図である。装置状態が動作状態からスタンバイ状態に遷移した際、図８（ｄ）に示すように、消費電流は電流Ｉ１から電流Ｉ２へ降下する。更に、装置状態がスタンバイ状態から省電力状態に遷移した直後では、負荷の一部がまだ駆動している場合、消費電流は電流Ｉ２の状態のままである。この場合、スタンバイ状態から省電力状態に遷移してから時間Ｔ１経過後に、負荷は全てオフし、消費電流は電流Ｉ２から電流Ｉ３へ降下する。このような場合、制御部１４００は、スタンバイ状態から省電力状態に遷移してから時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２経過後に、電圧切替信号ＶＣＨＧをハイレベルからローレベルへ変化させる。これにより制御部１４００は、図８（ｃ）に示すように、電源３００の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧の３．３７Ｖより低い３．２２Ｖへと降下させる。これにより、図８（ｅ）に示すように、装置の消費電力が低下し、省電力性を改善させている。図８（ｅ）に示すように、装置が省電力状態に遷移した後、装置の消費電力が最も降下する状態に移行するのは、上述したような予測制御による時間Ｔ２経過後となる。
【００２３】
［第一の実施の形態］
［装置構成］
図１は、第一の実施の形態の電源を使用した装置構成の概略図である。なお、図７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。本実施の形態の生成部である電源３００は、出力電圧として第一の直流電圧である第一の出力電圧ＶＣＣ１、第二の直流電圧である第二の出力電圧ＶＣＣ２を制御手段である制御部４００に出力する。ＡＣプラグ１００がコンセントに接続されると、電源３００は第一の出力電圧ＶＣＣ１を出力する。制御部４００には操作者が操作できる主スイッチである電源スイッチ４８０が接続されている。電源スイッチ４８０が押される（オンされるともいう）と、制御部４００に第一の出力電圧ＶＣＣ１が供給される。制御部４００は、後述するように第二の出力電圧ＶＣＣ２を起動し、第二の出力電圧ＶＣＣ２を負荷である制御負荷５００、５１０、センサ６００へ供給するように動作する。
【００２４】
装置が停止している状態（以下、オフ状態ともいう）から電源スイッチ４８０が押された際に、トランジスタ４０２はオンし、第一の信号であるリモート信号ＲＭＴ１をローレベルにする。トランジスタ４０２は、コレクタ端子が電源３００に接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子が電源スイッチ４８０に接続されている。トランジスタ４０１は、電源スイッチ４８０が押され装置が起動された際に、後述するリモート信号ＲＭＴ１をローレベルにラッチし、第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給を維持する。トランジスタ４０１は、コレクタ端子がトランジスタ４０２のコレクタ端子及び電源３００に接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子が後述するＣＰＵ４０７のＬＡＴＣＨ端子に接続されている。トランジスタ４０５は、電源３００から第二の出力電圧ＶＣＣ２が制御部４００に供給されている状態（以降、この状態を第二の出力電圧ＶＣＣ２の起動状態という）で、電源スイッチ４８０が押されたことを検知する。トランジスタ４０５は、コレクタ端子がプルアップ抵抗４０６を介して第二の出力電圧ＶＣＣ２及び後述するＣＰＵ４０７のＳＷＯＦＦ端子に接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子が電源スイッチ４８０に接続されている。制御部４００は、装置が動作している際に、トランジスタ４０５によって電源スイッチ４８０が押されたことを検知すると、第二の出力電圧ＶＣＣ２が出力され続けるようにしている状態を解除して第二の出力電圧ＶＣＣ２の出力を停止する。
【００２５】
制御部４００は、ＣＰＵ４０７を有しており、ＣＰＵ４０７には電源３００から出力された第二の出力電圧ＶＣＣ２が供給されている。ＣＰＵ４０７は、トランジスタ４０５のコレクタ端子に接続されたＳＷＯＦＦ端子、トランジスタ４０１のベース端子に接続されたＬＡＴＣＨ端子を有している。
【００２６】
［電源構成］
図２は、本実施の形態の電源３００の詳細な回路図である。フィルタ回路２００を経由した交流電圧はブリッジダイオード３０１と平滑コンデンサ３０２により整流、平滑され、トランス３１０の一次巻線３１０ａに印加される。電源制御ＩＣ３０３は、スイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）３０７をオン又はオフするスイッチング動作を制御することにより、トランス３１０の一次巻線３１０ａに流れる電流を制御している。ダイオード３０９、コンデンサ３０８は、電源制御ＩＣ３０３を動作させるためにトランス３１０の補助巻線３１０ｃに誘起された電圧を整流平滑し、電源制御ＩＣ３０３のＶＣＣ端子に出力している。抵抗３０５、抵抗３０６はＦＥＴ３０７のドライブ用抵抗であり、電源制御ＩＣ３０３のＯＵＴ端子には抵抗３０５を介してＦＥＴ３０７のゲート端子が接続されている。トランス３１０の二次巻線３１０ｂに誘起された電圧は、ダイオード３５０、コンデンサ３５１で構成された整流回路によって整流、平滑され、第一の出力電圧ＶＣＣ１として出力される。
【００２７】
電源３００には、出力電圧を帰還させ、出力電圧が目標電圧となるように制御するための比較部である比較回路３９８を備えている。比較回路３９８は、基準電圧Ｖｒｅｆと、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を抵抗分圧した中間点電位とが、同電位になるように制御する回路である。比較回路３９８は、シャントレギュレータ３５５と位相補償のための定数（抵抗３５６、抵抗３６２、コンデンサ３５４、コンデンサ３６１）、フォトカプラ３０４等で構成される。比較回路３９８は、複数の抵抗である抵抗３６０、抵抗３５７、抵抗３５８で分圧された電圧とシャントレギュレータ３５５の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、比較結果である差分電圧でフォトカプラ３０４のフォトダイオード３０４ａを発光させる。フォトカプラ３０４のフォトダイオード３０４ａが発光すると、一次側のフォトカプラ３０４のフォトトランジスタ３０４ｂがオンする。フォトトランジスタ３０４ｂがオンすることで電源制御ＩＣ３０３のフィードバック端子（以下、ＦＢ端子とする）に信号が入力される。このように、電源制御ＩＣ３０３のＦＢ端子へフォトカプラ３０４のフォトトランジスタ３０４ｂのコレクタ端子を接続することで、電源制御ＩＣ３０３はフィードバック制御を行い、二次側から一定電圧の第一の出力電圧ＶＣＣ１を出力することができる。上述した位相補償のための定数を構成するコンデンサ３５４、コンデンサ３６１、抵抗３６２、抵抗３５６は、フィードバック制御を安定動作させるためのものである。抵抗３５２、抵抗３５３はフォトカプラ３０４の駆動用の抵抗である。
【００２８】
第一のＦＥＴであるＰチャネル型ＦＥＴで構成されたロードスイッチ３６６は、第二の出力電圧ＶＣＣ２を出力するロードスイッチとして構成されている。ここで、ロードスイッチとは、省電力を目的として、負荷への電力をオン（供給）又はオフ（遮断）する半導体スイッチのことであり、例えば電界効果トランジスタであるＦＥＴが使用されている。制御部４００がリモート信号ＲＭＴ１をローレベルとすることで、ロードスイッチ３６６はオンし、第二の出力電圧ＶＣＣ２を負荷へ供給する回路となっている。抵抗３６３、抵抗３６５、コンデンサ３６４の定数は、ロードスイッチ３６６をソフトスタートさせる時定数を形成している。ロードスイッチ３６６がオンすることで出力される第二の出力電圧ＶＣＣ２は、比較回路３９８の分圧抵抗の抵抗値を切り替える第一のトランジスタであるトランジスタ３５９のベース端子に接続されている。ここで、トランジスタ３５９のコレクタ端子は抵抗３５８の一端に接続され、エミッタ端子は接地されている。なお、第二の出力電圧ＶＣＣ２は、ロードスイッチ３６６のオン抵抗による電圧降下が無視できる場合には、第一の出力電圧ＶＣＣ１とほぼ等しい電圧となる。
【００２９】
（装置の起動）
ユーザが電源スイッチ４８０を押して、装置を起動する仕組みを、図１、図２を用いて説明する。電源３００から出力された第一の出力電圧ＶＣＣ１は、電源スイッチ４８０を経由し、制御部４００のトランジスタ４０２のベース端子に接続されている。ユーザが電源スイッチ４８０を押すと、第一の出力電圧ＶＣＣ１が抵抗４０４を介し、電解コンデンサ４０３を充電する。電解コンデンサ４０３の充電が完了すると、トランジスタ４０２がオン状態となり、リモート信号ＲＭＴ１がローレベルとなる。なお、電解コンデンサ４０３は速やかに充電されるため、電源スイッチ４８０がオンされてからトランジスタ４０２がオンするまでの時間差は無視できるものとする。リモート信号ＲＭＴ１はロードスイッチ３６６を構成しているＦＥＴのゲート端子に接続されており、ローレベルのリモート信号ＲＭＴ１が入力されることによりロードスイッチ３６６がオンする。ロードスイッチ３６６がオンすることにより、電源３００は第二の出力電圧ＶＣＣ２を負荷へ供給する（以降、第二の出力電圧ＶＣＣ２が起動するともいう）。
【００３０】
第二の出力電圧ＶＣＣ２が起動すると、第二の出力電圧ＶＣＣ２は制御部４００のＣＰＵ４０７に供給され、ＣＰＵ４０７が起動する。そして、後述するようにＣＰＵ４０７は、第二の出力電圧ＶＣＣ２が出力され続けるように制御する。出力された第二の出力電圧ＶＣＣ２は、制御負荷５００、５１０、センサ６００へ供給される。そして、ＣＰＵ４０７がセンサ６００の状態に基づき、制御負荷５００、制御負荷５１０を制御する。本実施の形態の電源３００が搭載される装置が、例えば画像形成装置である場合、センサ６００としては、例えば用紙の有無を検知するセンサ、又は温度・湿度を検知するセンサ、画像形成装置の筐体のドアの開閉を検知するセンサといったものが相当する。また、制御負荷５００、制御負荷５１０としては、例えば、用紙を搬送するローラや感光体を駆動するモータ、ポリゴンミラーを回転させるモータ、レーザといったものが相当する。
【００３１】
（画像形成装置の構成）
ここで、電源３００が搭載されている装置としての画像形成装置の構成を説明する。図３（Ａ）は、画像形成装置の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１は画像形成部から画像信号を受信すると、記録媒体であるシート８を給紙ユニット２から給紙ローラ７で一枚ずつ分離給送し、搬送ローラ、レジストローラ等からなる搬送部によりシート８を搬送する。画像形成装置１内にある光学ユニット６により、画像信号に基づいたレーザ光を、プロセスカートリッジ３内にある感光ドラム４に照射する。これにより、感光ドラム４には静電潜像が形成される。感光ドラム４にはプロセスカートリッジ３に収容された現像剤、即ちトナーにより静電潜像は現像され、トナー像が形成される。感光ドラム４に形成されたトナー像は、転写ローラ９によりシート８に転写され、トナー像が転写されたシート８は定着装置５へと搬送される。定着装置５は、熱源としての不図示のセラミックヒータとそれを内包する耐熱性フィルム材、セラミックヒータに対向配置された加圧ローラで構成される。シート８に転写されたトナー像は、定着装置５により加熱、加圧され、シート８上に定着される。定着処理が終了したシート８は、画像形成装置１の搬送ローラを経由し、排紙トレイへと排紙される。
【００３２】
図１、図２に示す電源３００は、画像形成装置１の搬送ローラ、給紙ローラ７を駆動するための不図示のモータ、シート８の搬送制御に用いられる不図示の搬送センサ等を駆動するための電源である。電源スイッチ４８０はプッシュスイッチであり、ユーザがスイッチを押している間だけオンし（接点が閉じ）、ユーザがスイッチから手を離すとオフする（接点が開放される）ものである。しかし、トランジスタ４０２は、電解コンデンサ４０３の放電が終了するまで、トランジスタ４０２のオン状態を維持する。トランジスタ４０２がオンし、リモート信号ＲＭＴ１がローレベルとなって、上述したように第二の出力電圧ＶＣＣ２が起動すると、ＣＰＵ４０７が起動する。そしてＣＰＵ４０７は、トランジスタ４０１のベース端子に接続されたＬＡＴＣＨ端子４５２からハイレベルのＬＡＴＣＨ信号を出力し、トランジスタ４０１をオンする。そして、トランジスタ４０１がオンしたことにより、リモート信号ＲＭＴ１はローレベルに維持（ラッチ）され、第二の出力電圧ＶＣＣ２は起動された状態（負荷へ第二の出力電圧ＶＣＣ２を供給する状態）が保持される。ここで、ＣＰＵ４０７がトランジスタ４０１をオンするまでの時間は、電解コンデンサ４０３の放電時間より短い必要がある。
【００３３】
（装置の停止）
制御部４００により第二の出力電圧ＶＣＣ２が起動され、電源３００から出力された第二の出力電圧ＶＣＣ２が負荷へ供給されている状態で、ユーザが電源スイッチ４８０を押し、装置を停止する仕組みを説明する。電源３００から第一の出力電圧ＶＣＣ１、第二の出力電圧ＶＣＣ２が出力されている状態で、ユーザが電源スイッチ４８０を押すと、制御部４００は次のように動作する。ＣＰＵ４０７のＳＷＯＦＦ端子には、プルアップ抵抗４０６とトランジスタ４０５のコレクタ端子との接続点が接続されている。このため、ユーザが電源スイッチ４８０を押すと、トランジスタ４０５がオンし、ＣＰＵ４０７のＳＷＯＦＦ端子の電圧がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、ＣＰＵ４０７は、ユーザが電源スイッチ４８０を押したことを検知する。ＣＰＵ４０７は、電源スイッチ４８０が押されたことを検知すると、第二の出力電圧ＶＣＣ２が出力され続けるようにしている、即ちリモート信号ＲＭＴ１をローレベルにラッチしているＬＡＴＣＨ信号をハイレベルからローレベルに切り替える。ＣＰＵ４０７がＬＡＴＣＨ信号をローレベルにすると、トランジスタ４０１がオフする。トランジスタ４０１はオープンコレクタであり、トランジスタ４０１がオフするとトランジスタ４０１のコレクタ端子はハイインピーダンスとなるが、抵抗３６３によりリモート信号ＲＭＴ１はハイレベルとなる。リモート信号ＲＭＴ１がハイレベルとなることにより、ロードスイッチ３６６はオフする。即ち、第二の出力電圧ＶＣＣ２が出力されているときに、電源スイッチ４８０が押されると、第二の出力電圧ＶＣＣ２の出力が停止される。
【００３４】
［従来例との比較］
図７（ｂ）で説明したように、従来例では、電源３００の出力電圧を制御部４００からの電圧切替信号ＶＣＨＧに基づいて制御し、出力電圧ＶＣＣ１を上昇又は下降させる制御を行っていた。一方、本実施の形態では、ロードスイッチ３６６がオンされることにより出力される第二の出力電圧ＶＣＣ２が、トランジスタ３５９のベース端子に接続されている。即ち、本実施の形態では、第二の出力電圧ＶＣＣ２に基づいて、言い換えればロードスイッチ３６６の状態に応じて、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を上昇又は下降させる制御を行っている。第二の出力電圧ＶＣＣ２は、トランジスタ３５９のベース端子に入力されてトランジスタ３５９をオン又はオフさせており、従来例の電圧切替信号に相当する。即ち、比較回路３９８は、ロードスイッチ３６６がオフ状態になり第二の出力電圧ＶＣＣ２の出力が遮断されたことを検知し、第一の出力電圧ＶＣＣ１を定格出力電圧より低くする制御回路を備えている。このように、比較回路３９８は、ロードスイッチ３６６が切断されると、第一の出力電圧ＶＣＣ１を所定値から低下させる電圧変更手段としても機能している。このような制御を実現する仕組みは、第二の出力電圧ＶＣＣ２に応じてトランジスタ３５９をオン又はオフすることで、第一の出力電圧ＶＣＣ１の出力電圧を上昇又は降下させているところにある。
【００３５】
ロードスイッチ３６６がオフされ、第二の出力電圧ＶＣＣ２が供給されていない（オフともいう）とき、トランジスタ３５９はオフする。このため、第一の出力電圧ＶＣＣ１の出力電圧は、
Ｖｒｅｆ×（抵抗３６０＋抵抗３５７＋抵抗３５８）／（抵抗３５７＋抵抗３５８）
という電圧となる。一方、ロードスイッチ３６６がオンされ、第二の出力電圧ＶＣＣ２が供給されている（オンともいう）とき、トランジスタ３５９はオンする。このため、第一の出力電圧ＶＣＣ１は、
Ｖｒｅｆ×（抵抗３６０＋抵抗３５７）／抵抗３５７
となる。表１のモード表にこれらの状態をまとめて表記する。
【００３６】
【表１】
2015100210.tif 000003
表１は、左列から順に、ロードスイッチ３６６の状態（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））、第二の出力電圧ＶＣＣ２の状態（供給されている（ＯＮ）又は供給されていない（ＯＦＦ））を示している。更に、表１は、トランジスタ３５９の状態（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））、第一の出力電圧ＶＣＣ１の状態（計算式及び具体的数値）を示している。なお、表１の具体的な数値は、Ｖｒｅｆの電圧値を１．２５Ｖ、抵抗３６０の抵抗値を１０ｋΩ、抵抗３５７の抵抗値を５．９ｋΩ、抵抗３５８の抵抗値を４３０Ω、として計算式に代入し算出している。このように、ロードスイッチ３６６の状態に応じて、第一の出力電圧ＶＣＣ１を分圧する抵抗の分圧比が変更される。
【００３７】
装置が動作を終了し、省電力状態に移行するべきタイミングになると、装置の制御部４００は電源３００の電圧を降下させるために、リモート信号ＲＭＴ１をハイレベルにする。制御部４００がリモート信号ＲＭＴ１をハイレベルにすると、ロードスイッチ３６６はオフする。その結果、電源３００は第一の出力電圧ＶＣＣ１のみ出力し、第二の出力電圧ＶＣＣ２は出力されなくなる。これにより、トランジスタ３５９はオフし、第一の出力電圧ＶＣＣ１は降下し（例えば３．２２Ｖ（表１））、低損失の省電力状態となる。
【００３８】
一方、装置が省電力状態から動作状態又はスタンバイ状態に復帰する際には、装置の制御部４００からのリモート信号ＲＭＴ１がローレベルとなり、ロードスイッチ３６６がオンされて、第二の出力電圧ＶＣＣ２が供給される。これにより、トランジスタ３５９はオンし、第一の出力電圧ＶＣＣ１は出力電圧が降下していた状態から出力電圧が上昇した動作状態に復帰する（例えば３．３７Ｖ（表１））。
【００３９】
本実施の形態では、ロードスイッチ３６６を備え、第二の出力電圧ＶＣＣ２に接続される全ての負荷への第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給を切断できる構成になっている。そして、ロードスイッチ３６６がオフとなる、即ち全ての負荷への第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給がオフしたことをトリガーにして、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を降下させることができる。即ち、本実施の形態では、制御部４００が負荷の消費電流がオフする予測を行う必要がなく、図８で説明したような予測制御のための時間Ｔ２が発生せず、適切に省電力状態へ遷移することができる。本実施の形態の構成では、制御負荷５００、５１０の電源となっている第二の出力電圧ＶＣＣ２が確実にオフした後に、第一の出力電圧ＶＣＣ１を降下することができる。
【００４０】
［省電力状態への遷移］
図３（Ｂ）は本実施の形態のタイミング図である。詳細には、図３（Ｂ）（ａ）は装置の状態を示す図、図３（Ｂ）（ｂ）は制御部４００が出力するリモート信号ＲＭＴ１の波形を示す図、図３（Ｂ）（ｃ）は電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１の電圧値を示す図である。また、図３（Ｂ）（ｄ）は制御部４００、制御負荷５００、５１０、センサ６００が消費する消費電流の電流値を示す図、図３（Ｂ）（ｅ）は装置が消費する電力を示す図である。従来例の図８との違いは、次のような点である。図８に示す従来例では、制御部１４００の負荷がオフになる時間Ｔ１を予測して、時間Ｔ１よりも長い予測制御のための時間Ｔ２経過後に、電圧切替信号ＶＣＨＧをハイレベルからローレベルに切り替えていた。一方、本実施の形態の図３（Ｂ）では、制御部４００がタイミング予測することなく、リモート信号ＲＭＴ１をローレベルからハイレベルへと遷移させた直後に、第一の出力電圧ＶＣＣ１を降下させることができる点が異なっている。即ち、本実施の形態では、第二の出力電圧ＶＣＣ２をオフした時点で、第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給先の負荷は全てオフして動作停止しており、消費電流が電流Ｉ２から電流Ｉ３へと遷移する（図３（Ｂ）（ｄ））。これにより、第一の出力電圧ＶＣＣ１をスタンバイ状態から省電力状態に遷移した後すぐに降下させることができ（図３（Ｂ）（ｃ））、装置の消費電力もスタンバイ状態から省電力状態へ遷移した後すぐに低減することができる（図３（Ｂ）（ｅ））。
【００４１】
［消費電力低減のためのリモート処理］
図４は制御部４００が実行するリモート信号ＲＭＴ１の制御処理であるリモート処理のフローチャートを示したものである。ステップ（以下、Ｓとする）４０２で制御部４００は、装置が省電力状態へ移行するための条件を満たしているか否かを判断する。ここで、装置が省電力状態へ移行するための条件とは、装置が画像形成装置１である場合は次のような条件になる。例えば、画像形成装置１がプリント動作を終了し、制御部４００が不図示のタイマ等を参照することにより、画像形成開始の指示がないまま所定時間が経過したことを省電力状態へ移行するための条件とする。また、省電力状態からスタンバイ状態に復帰した後画像形成開始の指示がないまま所定時間が経過したことも省電力状態へ移行するための条件とする。
【００４２】
Ｓ４０２で制御部４００は、上述した条件が満たされたと判断した場合、Ｓ４０３でリモート信号ＲＭＴ１をローレベルからハイレベルにする。なお、リモート信号ＲＭＴ１をローレベルからハイレベルにすることを、本実施の形態ではリモート信号ＲＭＴ１をオフする、ともいう。Ｓ４０３で制御部４００がリモート信号ＲＭＴ１をオフすることで、ロードスイッチ３６６がオフし、電源３００からの第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給が停止される。第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給が停止される、即ちトランジスタ３５９のベース端子への入力がローレベルとなると、トランジスタ３５９がオフされ、第一の出力電圧ＶＣＣ１が降下する（表１）。本実施の形態では、制御部４００が電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を降下させるための判断時間（図８（ｂ）の予測制御の時間Ｔ２）が不要となり、省電力状態へ遷移したあと時間Ｔ２よりも短い時間で消費電力が低減される（図３（Ｂ）（ｅ））。
【００４３】
一方、Ｓ４０２で制御部４００は、省電力状態へ移行するための条件が満たされていないと判断した場合、Ｓ４１０で省電力状態から復帰するための条件が満たされているか否かを判断する。ここで、省電力状態から復帰するための条件とは、例えば、画像形成装置１がプリントジョブを受信したことや、ユーザが操作部にあるキーを操作したこと、という条件である。Ｓ４１０で制御部４００は、省電力状態から復帰するための条件が満たされていないと判断した場合Ｓ４０２の処理に戻る。Ｓ４１０で制御部４００は、省電力状態から復帰するための条件が満たされたと判断した場合、Ｓ４１１でリモート信号ＲＭＴ１をハイレベルからローレベルにする。なお、リモート信号ＲＭＴ１をハイレベルからローレベルにすることを、本実施の形態ではリモート信号ＲＭＴ１をオンする、ともいう。Ｓ４１１で制御部４００がリモート信号ＲＭＴ１をオンすることで、ロードスイッチ３６６がオンされ、電源３００からの第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給が開始される。第二の出力電圧ＶＣＣ２の供給が開始される、即ちトランジスタ３５９のベース端子への入力がハイレベルになると、トランジスタ３５９がオンされ、第一の出力電圧ＶＣＣ１が上昇する、即ち定格電圧に戻る（表１）。
【００４４】
以上、本実施の形態によれば、装置が省電力状態に遷移したときに、効率よく消費電力を低減することができる。
【００４５】
［第二の実施の形態］
第一の実施の形態では、装置が省電力状態に移行した際、電源３００の出力電圧を降下させ、電力を低減する方法について説明した。一般に、画像形成装置が連続して画像形成動作を行っている場合、電源３００の出力電流は設定している電流範囲の最大になり、電源３００から制御部４００までの電流経路における第一の出力電圧ＶＣＣ１の電圧降下も最大になる。この電圧降下は、電線のインピーダンスやコネクタの接触抵抗、プリント基板の配線抵抗、ロードスイッチに使用しているＦＥＴのオン抵抗などによるものである。制御部４００の消費電流が大きくなると、この電圧降下が無視できなくなる。このような場合、上述したような要因によって発生する電圧降下をキャンセルするように、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を予め、例えば０．１Ｖや０．２Ｖほど上昇させて設計することがある。
【００４６】
制御部４００が設定された最大電流で動作している場合には、電圧降下分を予め上昇させた分の電位差（以降、オフセット電位差ともいう）をキャンセルできる。しかし、例えば、装置がスタンバイ状態に遷移すると、制御部４００の消費電流が減り、例えば０．１Ｖや０．２Ｖのオフセット電圧をキャンセルすることができず、結果として第一の出力電圧ＶＣＣ１が高くなる場合がある。本実施の形態では、これらも考慮した構成について説明する。
【００４７】
第一の実施の形態では、ロードスイッチ３６６がオフのとき、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を下降させ、ロードスイッチ３６６がオンのとき、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧に戻す例を説明した。本実施の形態は、特に制御部４００の消費電流が大きく、ロードスイッチが複数ある装置を想定したものである。そして、全てのロードスイッチがオフする省電力状態では、第一の実施の形態と同様に、電源３００の出力電圧を下降させる。一方、全てのロードスイッチがオンする動作状態では、前述した電圧降下の影響を小さくするため、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を上昇させる構成である。また、一部のロードスイッチのみが動作するスタンバイ状態では、電源３００の出力電圧を定格電圧に戻す構成である。なお、本実施の形態では、電源３００の出力電圧が定格電圧に戻っているスタンバイ状態が第一のモードに、省電力状態が第二のモードに、電源３００の出力電流が設定された最大値となっている動作状態が第三のモードに相当する。
【００４８】
このような本実施の形態でも、従来例のような制御部１４００が出力する電圧切替信号ＶＣＨＧを使用することなく、ロードスイッチの状態により電源３００の出力電圧を制御する。更に、本実施の形態では、第一の実施例よりロードスイッチの数が増えるため、論理ゲートを使用した方法を提案している。この方法では、装置が動作状態となっているときに、電源３００の出力電圧を上昇させ、装置が動作状態からスタンバイ状態に遷移すると定格電圧に戻している。このように、スタンバイ状態となっているときにも不要な出力電圧の上昇が抑えられるため、更に装置の消費電力を低減できるものである。
【００４９】
［装置構成］
図５（ａ）は本実施の形態の電源を使用した装置構成の概略図である。なお、図１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。図５（ａ）では、第一の実施の形態と異なる構成は、次の３点である。１点目は、電源３００から第三の出力電圧ＶＣＣ３が出力される点である。２点目は、制御部４００から第二の信号であるリモート信号ＲＭＴ２が電源３００に出力されている点である。ＣＰＵ４０７は、トランジスタ４１０のベース端子に接続されたＲＭＴ２端子を有しており、装置が連続動作していることで電源３００が設定された最大電流で動作しているときにＲＭＴ２端子からハイレベルの信号を出力し、トランジスタ４１０をオンにする。トランジスタ４１０がオンすることで、リモート信号ＲＭＴ２はローレベルとなる。一方、装置がスタンバイ状態や省電力状態のときには、ＣＰＵ４０７は、ＲＭＴ２端子からローレベルの信号を出力し、トランジスタ４１０をオフにする。トランジスタ４１０はオープンコレクタであり、トランジスタ４１０がオフするとトランジスタ４１０のコレクタ端子はハイインピーダンスとなるが、後述する抵抗３８４によりリモート信号ＲＭＴ２はハイレベルとなる。
【００５０】
３点目は、制御負荷５００、５１０には第三の出力電圧ＶＣＣ３が供給されている点である。その他については第一の実施の形態と同様である。第二の出力電圧ＶＣＣ２は、制御部４００からのリモート信号ＲＭＴ１により、第三の出力電圧ＶＣＣ３は、制御部４００からのリモート信号ＲＭＴ２により、それぞれ制御される。なお、第三の出力電圧ＶＣＣ３は、後述するロードスイッチ３８７のオン抵抗による電圧降下が無視できる場合には、第一の出力電圧ＶＣＣ１とほぼ等しい電圧となる。
【００５１】
［電源構成］
図５（ｂ）では第一の実施の形態の図２で説明した回路図と比較して、比較回路３９５に、論理積回路であるＡＮＤゲート３８２、論理和回路であるＯＲゲート３８３からなる論理ゲートが追加されている。また、第二のＦＥＴであるＰチャネル型ＦＥＴで構成されたロードスイッチ３８７が追加されている。ここで、抵抗３８４、抵抗３８６、コンデンサ３８５は、ロードスイッチ３８７のソフトスタート用の時定数回路である。また、比較回路３９５の第二のトランジスタであるトランジスタ３８１は、ＡＮＤゲート３８２により起動されるトランジスタである。トランジスタ３８１は、抵抗３８０の接続（トランジスタ３８１がオフ時）、非接続（トランジスタ３８１がオン時）を制御している。比較回路３９５のトランジスタ３５９は、ＯＲゲート３８３により駆動されるトランジスタで、抵抗３５８の接続（トランジスタ３５９がオフ時）と非接続（トランジスタ３５９がオン時）の状態を制御している。抵抗３６０、抵抗３５７、抵抗３５８、抵抗３８０の４つの抵抗で、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を決めており、第一の実施の形態より抵抗３８０が増えている。
【００５２】
より詳細には、本実施の形態では、第一の出力電圧ＶＣＣ１を分圧する抵抗は、複数の抵抗である抵抗３８０、３６０、３５７、３５８からなる。そして、ＡＮＤゲート３８２は、第二の出力電圧ＶＣＣ２と第三の出力電圧ＶＣＣ３が入力され、ＯＲゲート３８３は、第二の出力電圧と第三の出力電圧が入力される。トランジスタ３５９は、コレクタ端子が抵抗３５８の一端に接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子がＯＲゲート３８３の出力端子に接続されている。また、トランジスタ３８１は、エミッタ端子が第一の出力電圧に接続され、コレクタ端子が抵抗３８０の一端に接続され、ベース端子がＡＮＤゲート３８２の出力端子に接続されている。
【００５３】
ＡＮＤゲート３８２、ＯＲゲート３８３は、ロードスイッチ３６６、ロードスイッチ３８７の２つの出力状態により、抵抗３８０、抵抗３５８を接続／非接続の何れかの状態に切り替え、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１を変えている。このような構成にすることで、次のようにして、第一の出力電圧ＶＣＣ１を制御することができる。ロードスイッチ３６６、ロードスイッチ３８７の両方がオンしているとき、即ち、電源３００が最大電流で動作している場合の動作状態のときには、ＡＮＤゲート３８２はハイレベルを出力し、トランジスタ３８１をオフさせ、抵抗３８０を接続とする。一方、ＯＲゲート３８３はハイレベルを出力し、トランジスタ３５９をオンさせ、抵抗３５８を非接続とする。これにより、比較回路３９５は、第一の出力電圧ＶＣＣ１を上昇させる。ロードスイッチ３６６、ロードスイッチ３８７の両方がオフしているとき、即ち、装置が省電力状態のときには、ＡＮＤゲート３８２はローレベルを出力し、トランジスタ３８１をオンさせ、抵抗３８０を非接続とする。一方、ＯＲゲート３８３はローレベルを出力し、トランジスタ３５９をオフさせ、抵抗３５８を接続とする。これにより、比較回路３９５は、第一の出力電圧ＶＣＣ１を下降させる。
【００５４】
更に、ロードスイッチ３６６、ロードスイッチ３８７のいずれかのみがオンしているとき、即ち、装置がスタンバイ状態のときには、ＡＮＤゲート３８２はローレベルを出力し、トランジスタ３８１をオンさせ、抵抗３８０を非接続とする。一方、ＯＲゲート３８３はハイレベルを出力し、トランジスタ３５９をオンさせ、抵抗３５８を非接続とする。これにより、比較回路３９５は、第一の出力電圧ＶＣＣ１を定格電圧に戻す構成が可能である。表２に、詳細なモード表を示す。
【００５５】
【表２】
2015100210.tif 000004
表２は、表１に比べて、ロードスイッチ３８７の状態（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））、第三の出力電圧ＶＣＣ３の状態（供給されている（ＯＮ）又は供給されていない（ＯＦＦ））が追加されている。更に、表２は、表１に比べて、トランジスタ３８１の状態（オン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ））が追加されている。また、第一の出力電圧ＶＣＣ１の計算例として、抵抗３８０の抵抗値を４３０Ωとしており、その他の値は表１と同様である。
【００５６】
［省電力状態への遷移］
図６は本実施の形態のタイミング図である。詳細には、図６（ａ）、図６（ｃ）〜図６（ｅ）は、第一の実施の形態の図３（Ｂ）と同様であり説明を省略する。図６（ｂ−１）は、制御部４００が出力するリモート信号ＲＭＴ１を示す図である。図６（ｂ−２）は、制御部４００が出力するリモート信号ＲＭＴ２を示す図である。
【００５７】
図３（Ｂ）との違いは、装置が設定された最大電流で動作するとき、即ち装置が動作状態となっている際には、第一の出力電圧ＶＣＣ１を上昇させる点（例えば、３．４６Ｖ）である。なお、装置が動作状態から省電力状態に移行した際には、第一の出力電圧ＶＣＣ１を下降させる点、装置がスタンバイ状態に移行した際には出力電圧を定格電圧に戻すという点は、第一の実施の形態と同様である。このように、本実施の形態では、装置の動作状態に応じて、第一の出力電圧ＶＣＣ１を、３段階の出力電圧とした点が第一の実施の形態と異なっている。制御電圧をきめ細かい３段階とすることで、より効果的な電源３００の制御を可能にしたものである。本実施の形態では、このように装置状態即ち負荷の大きさにより、第一の出力電圧ＶＣＣ１を上昇、下降させている。これにより、電源３００の省電力制御だけでなく、電源３００の電圧降下により予め電圧を上昇させていた条件を、最大負荷時のみにすることができる。即ち、本実施の形態は、電圧制御を上昇、下降し、負荷に応じて最適化させるようにしている。本実施の形態では、省電力状態に移行した際には、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１がもっとも低い電圧（例えば、３．２２Ｖ）となる。また、装置の負荷が設定内で最大になる動作状態のときには、電源３００の第一の出力電圧ＶＣＣ１がもっとも高い電圧（例えば、３．４６Ｖ）となる。
【００５８】
また、本実施の形態でも、省電力状態に移行した際には、ロードスイッチ３６６、３８７をオフし、負荷を全て切断するため、制御部４００は負荷が動作しているか否かの判断を行う必要がなくなる。このため、省電力状態に移行した際に、予測制御の時間Ｔ２が経過するのを待つことなく、ただちに第一の出力電圧ＶＣＣ１を降下できる。
【００５９】
ここで、装置が省電力状態に移行する直前に、負荷の一部が動作している時間を制御部４００が把握できず、ロードスイッチをすぐにオフできないケースが考えられる。このような場合には、動作を把握できない負荷を例えば、ロードスイッチ３６６がオンしているときに出力される第二の出力電圧ＶＣＣ２に接続しておく。そして、ロードスイッチ３８７がオンしているときに出力される第三の出力電圧ＶＣＣ３には、省電力状態に移行した際に、ただちにオフできる負荷を接続しておく。このように接続しておくことにより、次のような制御を行うこともできる。即ち、省電力状態に移行した際には、ロードスイッチ３８７をオフした後、制御部４００が従来例と同様に予測制御に基づき、ロードスイッチ３６６をオフしてから遅延してロードスイッチ３８７をオフする、という２段階制御とすることもできる。また、本実施の形態では、論理回路（ＡＮＤゲート３８２、ＯＲゲート３８３）の組み合わせにより、第一の出力電圧ＶＣＣ１を、順次、３．４６Ｖ⇒３．３７Ｖ⇒３．２２Ｖという二段階で降下させることができる。一方、従来例では、制御部１４００が予測制御により、出力電圧ＶＣＣ１の降下を遅延させ、例えば３．４６Ｖ⇒３．２２Ｖという一段階での制御しかできなかった。本実施の形態では、各段階で出力電圧を順次降下させることで消費電力を低減することができ、省電力性を更に改善することもできる。
【００６０】
以上、本実施の形態によれば、装置が省電力状態に遷移したときに、効率よく消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【００６１】
３００  スイッチング電源
３６６  ロードスイッチ
３９８  比較回路
４００  制御部
【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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