(57)【要約】【課題】  低消費電力モードの移行を確認すると共に、移行が不完全な場合においても電力消費を抑える。【解決手段】  低消費電力モード移行時において、低消費電力制御信号の周波数と、低消費電力制御信号を受けて駆動する高感度素子の駆動信号の周波数を比較する構成を有し、合致しない場合は冷却手段を駆動し  電源の動作周波数上昇を抑えると共に機内の温度上昇も抑える構成とする。また、低消費電力モード移行時において、電源電圧ラインに低消費電力駆動回路を有し、低消費電力駆動回路後段の電圧を検出する構成を有し、閾値電圧と比較する事で低消費電力モードの移行が期待通りか確認し、移行が期待通りでない場合、電源電圧を強制的に垂下させ電力消費を抑える。【選択図】  図１
2008185954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
待機中の消費電力を低減させるために低消費電力モードを備えた電源回路手段を有する画像形成装置において、低消費電力モードへの移行を確認する確認手段を備えた事を特徴とした画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために任意に定められた周波数を持った低消費電力制御信号を出力する制御手段と、制御信号に応じて駆動され１次側回路にその制御信号を出力する高感度素子と、前記高感度素子を駆動するための低消費電力駆動回路と、前記高感度素子の駆動信号を前記制御手段に入力し、その入力される信号の周波数と前記低消費電力制御信号の周波数と比較する比較手段を有し、前記比較手段の比較結果に基づき低消費電力モードへの移行を確認することを特徴とした画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置、及び電源回路手段において、前記比較手段の結果が低消費電力モードへ移行していないと判断した場合に、前記冷却手段を駆動させる事を特徴とした画像形成装置。
【請求項４】
請求項２記載の画像形成装置、及び電源回路手段において、前記比較手段の結果が低消費電力モードへ移行していないと判断した場合に、前記低消費電力駆動回路が故障である事を判断すると共にユーザにその情報を報知する事を特徴とした画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために低消費電力制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に応じて駆動され電源電圧の供給ラインをＯＮ／ＯＦＦする低消費電力駆動回路と、前記低消費電力駆動回路の後段に電源電圧を検出する検出回路を有し、前記検出回路により検出された検出電圧と、任意に定められた閾値電圧とを比較する比較手段を有し、前記比較手段の比較結果に基づき低消費電力モードへの移行を確認することを特徴とした画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置、及び電源回路手段において、強制的に電源電圧を垂下させるための信号を出力するスイッチ手段を有し、前記比較手段の結果が低消費電力モードへ移行していないと判断した場合に、前記スイッチ手段を駆動させる事を特徴とした画像形成装置。
【請求項７】
待機中の消費電力を低減させるために低消費電力モードを備えた電源回路手段を有する画像形成装置において、１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために任意に定められた周波数を持った低消費電力制御信号を出力する制御手段と、制御信号に応じて駆動され１次側回路にその制御信号を出力する高感度素子と、前記高感度素子を駆動するための低消費電力駆動回路と、前記高感度素子の駆動信号を前記制御手段に入力し、その入力される信号の周波数と前記低消費電力制御信号の周波数と比較する比較手段を有し、前記比較手段の比較結果に基づき低消費電力モードへの移行を確認することを特徴とした電源回路手段。
【請求項８】
待機中の消費電力を低減させるために低消費電力モードを備えた電源回路手段を有する画像形成装置において、１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために低消費電力制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に応じて駆動され電源電圧の供給ラインをＯＮ／ＯＦＦする低消費電力駆動回路と、前記低消費電力駆動回路の後段に電源電圧を検出する検出回路を有し、前記検出回路により検出された検出電圧と、任意に定められた閾値電圧とを比較する比較手段を有し、前記比較手段の比較結果に基づき低消費電力モードへの移行を確認することを特徴とした電源回路手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低消費電力モードに移行可能なスイッチング電源手段を有した画像形成装置、及び電源回路手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低消費電力モードに移行する従来の画像形成装置は、待機時に入った時、もしくは待機状態から任意に定められた時間経過後、もしくは低消費電力に移行するためのキー操作などによって低消費電力モードに移行するものがある。（例えば、特許文献１、特許文献２）
例を挙げて言えば、待機時に移行した時に、制御手段から任意に定められた周波数で低消費電力制御信号を出力し、スイッチング電源の動作周波数を擬似的に間引くことで電源の動作周波数を低下させスイッチング損失を低減させることで低消費モードとするもの。
【０００３】
待機状態において、一定時間ホストからプリント命令がない場合は、待機状態から低電力モードに移行する。待機時間の設定値を夜間や昼休み等のレーザプリンタの使用頻度が低い時間帯は自動的に短く設定することにより消費電力の低減を図ることがきる。また、過去の使用状況を記憶しておき、低電力モードの継続時間が長くプリントアウトの回数が少ない場合には自動的に設定値を短くすることにより消費電力の低減を図ることができる。
【０００４】
画像形成装置の操作部に設けられた省電力モードに移行するための操作キーを操作することにより、装置の待機中における電力消費を低減する省電力モードに移行可能な画像形成装置において、前記省電力モードに移行するための操作キーが操作された場合に、所定時間が経過するまでは省電力モード移行予約状態とし、所定時間が経過した後に初めて省電力モードに移行するように制御する省電力モード移行手段を備えるように構成しているものである。
【特許文献１】特開平11-095626号公報
【特許文献２】特開平11-003006号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例では低消費電力モードへの移行が確実に行われたのか確認する手段が無かったために、以下のような欠点があった。
【０００６】
その一つは、待機時においては電源の負荷が軽ければ軽いほど電源の動作周波数が早まる。電源の動作周波数が高速の状態ではスイッチング損失が上昇し、電源駆動回路に使用している素子の温度上昇が激しくなり素子の寿命低下を招いていた。またその時の電力消費を抑える事が出来なかった。
【０００７】
本出願に係る第１の発明の目的は、低消費電力制御回路の動作を確認し期待した動作結果が得られていない時は電源の動作周波数の上昇を抑えるためと、本体内の温度上昇を抑えるために冷却手段を駆動させることである。
【０００８】
また、本出願に係る第２の発明の目的は、低消費電力制御回路の動作を確認し期待した動作結果が得られていない時はユーザに異常を報知することである。
【０００９】
また、本出願に係る第３の発明の目的は、低消費電力駆動回路後段の電源電圧を検出し、閾値電圧と比較して高い場合には、電源電圧を強制的に垂下させ消費電力を抑える事である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために任意に定められた周波数を持った低消費電力制御信号を出力する制御手段と、制御信号に応じて駆動され１次側回路にその制御信号を出力する高感度素子と、前記高感度素子を駆動するための低消費電力駆動回路と、機内の温度上昇を抑えるための冷却手段とを有した画像形成装置において、前記高感度素子の駆動信号を前記制御手段に入力し、その入力される信号の周波数が前記低消費電力制御信号の周波数と異なる場合に、前記冷却手段を駆動させる事を特徴とするものである。
【００１１】
また、本出願に係る第２の発明は１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために任意に定められた周波数を持った低消費電力制御信号を出力する制御手段と、制御信号に応じて駆動され１次側回路にその制御信号を出力する高感度素子と、前記高感度素子を駆動するための低消費電力駆動回路と、機内の温度上昇を抑えるための冷却手段とを有した画像形成装置において、前記高感度素子の駆動信号を前記制御手段に入力し、その入力される信号の周波数が前記低消費電力制御信号の周波数と異なる場合に、前記低消費電力駆動回路が故障である事を判断すると共にユーザにその情報を報知する事を特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本出願に係る第３の発明は１次側回路から２次側回路に電源を供給する電源回路と、１次側回路に設けられ上記電源回路を駆動する電源駆動回路と、待機中の消費電力を低減させるために低消費電力制御信号を出力する制御手段と、制御信号に応じて電源電圧の供給をＯＮ／ＯＦＦする低消費電力駆動回路と、前記低消費電力駆動回路の後段に電源電圧を検出する検出回路と、強制的に電源電圧を垂下させるための信号を出力するスイッチ手段を有した画像形成装置において、前記検出回路による検出電圧を前記制御手段に入力し、その入力される検出電圧が任意に定められた閾値を超えた場合に、前記スイッチ手段を駆動させる事を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、低消費電力駆動回路により駆動される高感度素子の駆動信号を制御手段に入力し、その入力される駆動信号の周波数が制御手段から出力される低消費電力制御信号の周波数と異なる場合に、低消費電力モードへ移行出来ていないと判断し、冷却手段を駆動させる事により電源の動作周波数の増大を抑えると共に機内の温度上昇を防止できる。
【００１４】
また、低消費電力駆動回路により駆動される高感度素子の駆動信号を制御手段に入力し、その入力される信号の周波数が制御手段から出力される低消費電力制御信号の周波数と異なる場合に、低消費電力駆動回路の故障をユーザに報知できる。
【００１５】
また、低消費電力駆動回路後段に検出される検出電圧を制御手段に入力し、その入力される検出電圧が任意に定められた閾値よりも大きい場合に、低消費電力モードへ移行出来ていないと判断し、
強制的に電源電圧を垂下させることで電力の消費を抑える事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について説明する。図１は専用の低消費電力モード制御信号に対応した画像形成装置等の電子機器に用いられる省電力モード制御回路を示す構成図であり、図において、１は交流電源、２は整流用ダイオードブロック、３は整流用コンデンサ、４は出力トランス、５はスイッチング用半導体素子（電源駆動回路）、６は整流用ダイオード、７は平滑用コンデンサであり、出力トランス４，整流用ダイオード６及び平滑用コンデンサ７により電源回路を構成する。
【００１７】
８は２次側の出力電圧を分圧するための抵抗、９は基準となる電源を生成するツェナーダイオード、１０は８により生成される電圧と９の基準電圧とを比較し２次側の出力電源の安定化を図るためのエラーアンプであり、スイッチング用半導体素子５の発振をコントロールするフォトカプラ１１（高感度素子）に接続され電源電圧のフィードバック回路を構成する。
【００１８】
１２は待機時に任意に定められた周波数をもった低消費電力制御信号を出力するＣＰＵ（制御手段）、１３は低消費電力制御信号に応じて駆動を行うトランジスタ（低消費電力駆動回路）であり、電流制限抵抗である１４を介してフォトカプラ１１と直列に接続される。１５は画像形成装置内の雰囲気温度を冷却するためのＦＡＮモータ（冷却手段）である。
【００１９】
次に動作について図２も含めて説明する。通常モード時は、制御手段１２からの低消費電力制御信号はＬｏレベルのままとして低消費電力駆動回路は動作しない。スイッチング用半導体素子５はエラーアンプ１０のコントロールにより動作しており、出力トランス４を介して冷却手段１５を含めた負荷に電源が供給される。次に低消費電力モード移行時は、制御手段１２から任意に定められた周波数を有した低消費電力制御信号が出力され（Ｓ１）、制御信号のＨｉ／Ｌｏに応じて駆動回路が動作を開始する。Ｈｉレベルの時は駆動回路が導通することでフォトカプラ１１のフォトダイオードが動作し、電源駆動回路であるスイッチング用半導体素子の動作を強制的にＯＦＦとする。また、制御信号がＬｏレベルの時は駆動回路は導通せず、フォトカプラ１１は動作しないため、スイッチング用半導体素子５はエラーアンプ１０からのコントロールにより通常モード時と同様にＯＮ／ＯＦＦされる。従って低消費電力モード移行時のスイッチング用半導体素子の動作周波数（ＯＮ／ＯＦＦ）は制御手段からの低消費電力制御信号の周波数をベースにコントロールされ、擬似的な動作周波数で動作される。そして、低消費電力モード移行時においてフォトカプラ１１の駆動信号を制御手段１２に入力し、出力した制御信号との周波数との差異を確認することで（Ｓ２）、制御手段１２は期待した低消費電力モードで動作し続けていることを認識することが可能となる。ここでフォトカプラ１１の駆動信号と出力した制御信号との周波数が一致していた場合（Ｓ３）、低消費電力モードとして期待した動作が得られていると判断可能である。ここでフォトカプラ１１の駆動信号と、出力した制御信号との周波数がずれていた場合（Ｓ４）、特に駆動信号がＨｉレベルのままであった場合は、期待した低消費電力モードで動作出来ていないとして、冷却手段であるところのＦＡＮモータを駆動させる。この理由として、待機時などの軽負荷ではスイッチング用半導体素子の動作周波数が早まりスイッチング損失が増大する。この損失は素子の温度上昇の熱源となり電力を抑えられないばかりか、素子の温度上昇による寿命低下を招く恐れがあるからであり、この回避として、電源の負荷を増やす事でスイッチング用素子の発振周波数の高速化を抑え、尚且つ空冷する事により温度上昇も防げるからである。
【００２０】
このように、低消費電力制御信号により、直接フォトカプラ１１を駆動し、その駆動信号を制御手段に入力することで低消費電力モードの動作確認を簡単に構成することができる。
【００２１】
制御手段からの低消費電力制御信号の周波数は、制御信号出力時に電源電圧に過大なリップル電圧が生じない程度の周波数し、且つ待機時の供給負荷容量に耐えられるような周波数とする。
【００２２】
上記実施例では、フォトカプラの代わりに高感度素子としてリレーを用いても同様の効果が期待できる。
【００２３】
さらに本発明は、本実施例に記載した回路構成に限定される話では無く類似の構成で同様の効果が期待できる。
【００２４】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について説明する。図３は専用の低消費電力モード制御信号に対応した画像形成装置等の電子機器に用いられる省電力モード制御回路を示す構成図であり、図１と同機能を有する素子には図１と同じ番号を付し説明を省略する。第１の実施例との違いは画像形成装置における駆動系の電源ＶｃｃＡと制御系の電源ＶｃｃＢを有した構成とした点である。図において、４aは出力トランス、５aはスイッチング用半導体素子（電源駆動回路）、６aは整流用ダイオード、７aは平滑用コンデンサであり、出力トランス４a，整流用ダイオード６a及び平滑用コンデンサ７aにより駆動系に使用される電源ＶｃｃＡのための電源回路を構成する。
【００２５】
８aは２次側の出力電圧を分圧するための抵抗、９aは基準となる電源を生成するツェナーダイオード、１０aは８aにより生成される電圧と９aの基準電圧とを比較し２次側の出力電源ＶｃｃＡの安定化を図るためのエラーアンプであり、スイッチング用半導体素子５aの発振をコントロールするフォトカプラ１１a（光複合素子）に接続され電源電圧のフィードバック回路を構成する。
【００２６】
また、４bは出力トランス、５bはスイッチング用半導体素子（電源駆動回路）、６bは整流用ダイオード、７bは平滑用コンデンサであり、出力トランス４b，整流用ダイオード６b及び平滑用コンデンサ７bにより制御系に使用される電源ＶｃｃＢのための電源回路を構成する。
【００２７】
８bは２次側の出力電圧を分圧するための抵抗、９bは基準となる電源を生成するツェナーダイオード、１０bは８bにより生成される電圧と９bの基準電圧とを比較し２次側の出力電源ＶｃｃＢの安定化を図るためのエラーアンプであり、スイッチング用半導体素子５bの発振をコントロールするフォトカプラ１１b（高感度素子）に接続され電源電圧のフィードバック回路を構成する。
【００２８】
１２は待機時に低消費電力制御信号を出力するＣＰＵ（制御手段）、２０は低消費電力制御信号に応じて駆動を行うトランジスタ（低消費電力駆動回路）であり、２１は駆動系電源電圧          ＶｃｃＡを分圧するための分圧抵抗であり、２２は駆動系電源電圧ＶｃｃＡを強制的に垂下させるためのトランジスタ（スイッチ手段）であり、電流制限抵抗である２３を介してフォトカプラ１１と直列に接続される。
【００２９】
次に動作について図４も含めて説明する。通常モード時は、制御手段１２からの低消費電力制御信号はＯＮ信号が出力され、トランジスタ２０は導通状態となり、スイッチング用半導体素子５aはエラーアンプ１０aのコントロールにより動作しており、出力トランス４aを介して駆動負荷に電源ＶｃｃＡが供給される。次に低消費電力モード移行時は、制御手段１２から低消費電力制御信号（ＯＦＦ）が出力され（Ｓ１０）、トランジスタ２０がＯＦＦ状態となり駆動負荷用の電源電圧ＶｃｃＡは供給が遮断されることで、不必要な負荷への電力供給は抑えられるため低消費電力となる。
【００３０】
そして、低消費電力モード移行時において駆動用電源電圧ＶｃｃＡの分圧電圧を制御手段１２に入力、比較し（Ｓ２０）、任意に定められた電圧以下である場合（Ｓ３０）、制御手段１２は期待した低消費電力モードで動作し続けていることを認識することが可能となる。逆に分圧電圧が任意に定められた電圧以上である場合は（Ｓ４０）、トランジスタ（スイッチ手段）をＯＮさせフォトカプラ１１aを発光し続けることでスイッチング用半導体素子５aをＯＦＦにし駆動用出力電圧ＶｃｃＡを強制的に垂下させることで消費電力を抑える。
【００３１】
このように、低消費電力モード移行後の駆動系電源電圧を検出しその検出電圧を制御手段に入力することで低消費電力モードの動作確認を簡単に構成することができる。上記実施例では、フォトカプラの代わりに高感度素子としてリレーを用いても同様の効果が期待できる。
【００３２】
さらに本発明は、本実施例に記載した回路構成に限定される話では無く類似の構成で同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施例における画像形成装置等の電子機器に用いられる省電力モード制御回路を示す構成図。
【図２】第１の実施例における低消費電力モードの状態遷移図。
【図３】第２の実施例における画像形成装置等の電子機器に用いられる省電力モード制御回路を示す構成図。
【図４】第２の実施例における低消費電力モードの状態遷移図。
【符号の説明】
【００３４】
１  交流電源
２  整流用ダイオードブロック
３  整流用コンデンサ
４  出力トランス
５  電源駆動回路
６  整流用ダイオード
７  平滑用コンデンサ
８  抵抗
９  ツェナーダイオード
１０  エラーアンプ
１１  高感度素子
１２  ＣＰＵ（制御手段）
１３、２０  トランジスタ（低消費電力駆動回路）
１４  電流制限抵抗
１５  ＦＡＮモータ（冷却手段）
２２  トランジスタ（スイッチ手段）
【図１】
2008185954.tif 000003
【図２】
2008185954.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008185954.tif 000006