(57)【要約】【課題】高負荷装置の電圧電路の遮断により生じる過電圧によって，低負荷装置の電圧電路の電圧が上昇することを防止する。【解決手段】高負荷装置へ電圧を供給する高負荷系電圧供給回路１０と，低負荷系統へ電圧を供給する第１の低負荷系電圧供給回路２０とにより構成された画像形成装置の電源回路において，更に，所定の定電圧を生成して上記低負荷系統へ供給する第２の低負荷系電圧供給回路３０を設け，上記高負荷系電圧供給回路１０のＯＮ／ＯＦＦ状態によって，第１の低負荷系電圧供給回路２０とを切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の高負荷系統へ供給される所定の電源電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御する高負荷系電圧供給回路と，上記電源電圧を所定の低負荷系統へ供給する第１の低負荷系電圧供給回路とを備えてなる画像形成装置の電源回路において，
上記電源電圧から所定の定電圧を生成して上記低負荷系統へ供給する第２の低負荷系電圧供給回路と，
上記高負荷系電圧供給回路がＯＮ制御された状態では上記第１の低負荷系電圧供給回路により上記電源電圧を上記低負荷系統へ供給し，
上記高負荷系電圧供給回路がＯＦＦ制御される場合には上記第２の低負荷系電圧供給回路により上記所定の定電圧を上記低負荷系統へ供給するよう切り替えてなる切替手段を具備してなることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
上記第２の低負荷系電圧供給回路が，ツェナーダイオードにより上記電源電圧から所定の定電圧を生成して上記低負荷系統へ供給するものである請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
上記電源電圧及び上記所定の定電圧が供給される低負荷系統が，上記画像形成装置に備えられたドア開閉装置，表示操作装置及び拡張ユニットのいずれか一つ或いは複数である請求項１又は２に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，省電力機能を有する画像形成装置の電源回路に関し，特に通常駆動状態から省電力状態に切り換わった時に生じる電圧上昇を抑制し得る電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，複写機，プリンタ，ＦＡＸ装置等の画像形成装置は，消費電力が比較的大きい帯電装置及び感光体等を含むプロセスユニット，定着ローラ，搬送ローラ，露光装置等の高負荷装置と，消費電力が極めて小さい表示操作部，ドア開閉装置，拡張ユニット等の低負荷装置とにより構成されている。近年，エネルギーを有効に利用し，エネルギーの無駄な消費を無くすべく省電力機能を搭載した画像形成装置が普及している。この省電力機能は，例えば一定期間画像形成装置が使用されない状態（待機状態）では上記高負荷装置へ供給する電力を遮断し，上記低負荷装置へのみ常時電力を供給することにより画像形成装置全体として消費される電力量を低減させる機能である。
しかしながら，上記省電力機能により上記高負荷装置への電力供給が遮断されると，遮断用のスイッチング素子の一次側の電源電圧経路に規定電圧を超える過電圧が発生する。このような過電圧は，上記電源電圧経路から常時電源電圧が供給される上記低負荷装置に影響し，例えば上記低負荷装置に用いられる電解コンデンサやトランジスタ等の電子部品を焼損させ，或いはその寿命若しくは電気特性の低下をもたらすおそれがあった。
【０００３】
上記問題に対して，従来は上記低負荷装置に高耐圧仕様の電子部品を用いることにより対応していた。
また，非特許文献１には，上記電力供給の一次側に所定の負荷抵抗を設け，この負荷抵抗に常時数百ミリ程度の電流を消費させることにより，上記サージ電圧により電源電圧が規定範囲の電圧を超えた場合であっても，上記負荷抵抗においてある程度電圧を降下させることにより上記低負荷装置へ供給される電源電圧を上記規定範囲内の電圧となるよう抑制していた。
【０００４】
【非特許文献１】
佐藤守男著「特集  デジタル制御電源のすべて」
ＣＱ出版株式会社出版，２００１年４月１日，Ｐ１６２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記低負荷装置の電子部品を上記高耐圧仕様の電子部品に置き換えることは大幅なコストアップに直結することになり，経済的見地から現実的ではない。また，上記低負荷装置へ供給する電源電圧の上昇を抑制するためだけに，上記負荷抵抗において常時電力を消費することは，エネルギー資源の無駄である。このことはエネルギーの消費を効果的に抑える省電力機能の目的にも反する。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，上記高負荷装置の電路の遮断により生じる電源電路の過電圧によって，上記低負荷装置の電路の電圧が上昇することを抑制し，上記過電圧が上記低負荷装置に与える影響を抑制すると共に，更なる省エネルギー化を実現することができる画像形成装置の電源回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，所定の高負荷系統へ供給される所定の電源電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御する高負荷系電圧供給回路と，上記電源電圧を所定の低負荷系統へ供給する第１の低負荷系電圧供給回路とを備えてなる画像形成装置の電源回路において，上記電源電圧から所定の定電圧を生成して上記低負荷系統へ供給する第２の低負荷系電圧供給回路と，上記高負荷系電圧供給回路がＯＮ制御された状態では上記第１の低負荷系電圧供給回路により上記電源電圧を上記低負荷系統へ供給し，上記高負荷系電圧供給回路がＯＦＦ制御される場合には上記第２の低負荷系電圧供給回路により上記所定の定電圧を上記低負荷系統へ供給するよう切り替えてなる切替手段を具備してなることを特徴とする電源回路として構成されている。
このように構成されることにより，高負荷系統へ供給される電圧の電路が遮断されることにより電源電路に許容変動範囲を超える過電圧が発生した場合であっても，上記低負荷系統へは所定の定電圧が供給されるので，上記低負荷系統の電路の電圧の上昇を抑制することができる。従って，上記低負荷系統に接続された装置に高耐圧仕様の電子部品を使用する必要がなくなり，また，電源電圧電路に負荷抵抗を設ける必要もなくなる。その結果，上記過電圧が上記低負荷系統に与える影響を抑制することが可能となる。これと同時に，無駄な電力の消費がなくなるので更なる省エネルギー化を実現することができる。
【０００７】
この場合，上記第２の低負荷系電圧供給回路が，ツェナーダイオードにより上記電源電圧から所定の定電圧を生成して上記低負荷系統へ供給するものであることが望ましい。ツェナーダイオードは許容範囲内の電流が流れている場合は，電路を流れる電流が変動しても電路の電圧を一定に保つ性質（定電圧特性）を有する。このような定電圧特性を利用することにより，上記所定の定電圧を生成することが可能となる。
更にこの場合，上記電源電圧及び上記所定の定電圧が供給される低負荷系統が，上記画像形成装置に備えられたドア開閉装置，表示操作装置及び拡張ユニットのいずれか一つ或いは複数で構成されたものが考えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるディジタル複写機１００の断面図，図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電源回路図である。
【０００９】
まず，図１を用いて，本発明の一実施形態に係る画像処理装置の一例であるディジタル複写機１００のシステム構成の概要について説明する。尚，上記画像処理装置にはディジタル複写機１００だけでなく，例えばＦＡＸ装置，プリンタ装置等も含まれる。
ディジタル複写機１００は下方に複数の記録紙収納部１１１を有し，その側面には両面ユニット１１２が配置されている。また，記録紙収納部１１１の上方には画像形成部１１３，定着装置１０３，及びレーザスキャナユニット１０５が設けられている。上記定着装置１０３，レーザスキャナユニット１０５は高負荷系統の代表例である。更にその上部には画像読取装置１１４が設けられている。また，デジタル複写機１００の本体上面には，不図示の液晶タッチパネル等の表示操作部が配置されており，操作者は当該表示操作部により原稿画像の読み取り開始等の指示や，ディジタル複写機１００により実現される各機能（省電力機能，集約機能，変倍機能等）の設定を行なう。上記表示操作部や記録紙収納部１１１に設けられたスイッチ群，センサ類は低負荷系統の代表例である。
【００１０】
画像読取装置１１４により読み取られ，ミラー１１５等により導かれた原稿画像光は，ＣＣＤセンサ等で光電変換された後，不図示のＡ／Ｄ変換器等によりＡ／Ｄ変換された後にディジタル画像データ（以下，「画像データ」と称す）として不図示の画像処理部に入力される。この画像処理部では，例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＡＳＩＣ等からなる不図示の制御部により所定の画像処理が施され，該画像処理後の画像データがレーザスキャナユニット１０５に入力され，該レーザスキャナユニット１０５から画像処理後の画像データに従ったレーザビームが出射される。即ち，該画像処理部は上記画像読取装置１１４により読み取られた画像データに対して，適切な画像処理を実行し，上記ディジタル複写機１００が出力し得るディジタル画像データに変換する。
【００１１】
画像形成部１１３には，感光体ドラム１１６と，その周囲に，帯電装置１１７，クリーニング装置１１９等が配置されたプロセスユニット１１０が設けられており，その近傍には現像装置１１８と，感光体ドラム１１６に対向する転写装置１０４とが配置されている。感光体ドラム１１６は，例えばアルミ円筒の表面に感光層が形成されており，図１において時計方向に回転駆動される。帯電装置１１７は回転する感光体ドラム１１６の表面をコロナ放電等により数百Ｖに帯電させる。帯電装置１１７よりも回転方向下流側の感光体ドラム１１６表面には，上記レーザスキャナユニット１０５から出射レーザビームが照射されて静電潜像が形成される。
【００１２】
現像装置１１８では現像ローラが回転して，現像ローラ表面に形成された薄層が感光体ドラム１１６表面に接触し，感光ドラム表面上の静電潜像に帯電したトナーを付着させてトナー画像を形成する。トナー画像は転写装置１０４において，記録紙収納部１１１から搬送されてきた記録紙が感光体ドラム１１６とその周速と同じ速度で移動する転写ベルトとの間に挟持された状態で搬送されながら帯電されてトナー画像が記録紙上に転写される。転写装置１０４の下流側にはクリーニング装置１１９が配置されており，感光体ドラム１１６の表面上に残留したトナーや他の付着物が除去される。
【００１３】
前記転写装置１０４によってトナー像が転写された記録紙は，その搬送方向下流側に設けられた定着装置１０３に運ばれ，定着装置１０３の定着ローラ１０１とこれに対向する加圧ローラ１０２の間を通り，記録紙上のトナーが内部にヒータを備えた定着ローラ１０１の熱によって溶融定着されて最終的に原稿画像データが記録紙上に定着する。
【００１４】
尚，ディジタル複写機１００を構成する上記各装置のうち，両面ユニット１１２，画像形成部１１３，レーザスキャナユニット１０５，画像読取装置１１４，クリーニング装置１１９，転写装置１０４，定着ローラ１０１，加圧ローラ１０２等は比較的電力の消費が多い駆動部或いは発熱部等を有する装置（以下，これらの装置を「高負荷装置」と称す）であり，上記表示操作部（不図示），制御部（不図示），記録紙収納部１１１等は極めて電力の消費が少ない表示灯やセンサ類等を有する装置（以下，これらの装置を「低負荷装置」と称す）である。
【００１５】
次に，図２を用いて，本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電源回路について説明する。
本電源回路は，定格が直流２４ボルト（ＤＣ２４Ｖ）の電圧を供給する電源電路４１，上記高負荷系電圧供給回路の一例である遮断経路用回路１０，第１の低負荷系電圧供給回路の一例である通常電源経路用回路２０，第２の低負荷系電圧供給回路の一例である省電力時電源経路用回路３０，上記各回路の機能を制御するマイコン，ＡＳＩＣ等からなる制御部４０により構成されている。
【００１６】
ここで，上記遮断経路用回路１０の機能及び動作について説明する。上記遮断経路用回路１０に，上記制御部４０から出力されたＨＩＧＨレベルのＥＣＯＰＡＷＥＲ信号が入力されると，上記遮断経路用回路１０は上記電源電路の電源電圧を上記高負荷装置が接続された電圧経路（以下，「高負荷系統電路」と称す。）へ供給する。また，上記制御部４０から出力されたＬＯＷレベルのＥＣＯＰＯＷＥＲ信号が入力されると，上記遮断経路用回路１０は上記高負荷系統電路への上記電源電圧の供給を遮断する。即ち，上記制御部４０が上記遮断経路用回路１０へのＥＣＯＰＯＷＥＲ信号レベルをＨＩＧＨ／ＬＯＷに切り替えることにより，上記上記遮断経路用回路１０が上記高負荷系統電路へ供給する電源電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御する。尚，上記制御部４０が出力するＥＣＯＰＯＷＥＲ信号は，上記画像形成装置が通常動作状態である場合はＨＩＧＨ，上記画像形成装置が例えば省電力動作状態である場合はＬＯＷと制御される。
【００１７】
上記遮断経路用回路１０の動作について具体的に説明すると，上記ＨＩＧＨレベルのＥＣＯＰＯＷＥＲ信号が内部抵抗１６を経由してＮＰＮトランジスタ１３（以下，「ＴＲ１３）と略す。）のベースに入力されると，上記ＴＲ１３のコレクタからエミッタに向けて電流が流れる。これによりＴＲ１３のコレクタ電圧が下降する。これと同時に，ＴＲ１３のコレクタに内部抵抗１５を挟んで接続されたＰＮＰトランジスタ１２（以下，「ＴＲ１２」と略す。）のベース電圧も下降する。これにより，ＴＲ１２のエミッタ電圧がＴＲ１２のベース電圧より高くなるため，ＴＲ１２のエミッタからコレクタに向けて電流が流れ，即ち，上記電源電圧が高負荷系統電路へ供給される。また，上記ＬＯＷレベルのＥＣＯＰＯＷＥＲ信号が内部抵抗１６を経由してＴＲ１３のベースに入力されると，上記ＴＲ１３のコレクタからエミッタへ流れていた電流が遮断される。ＴＲ１３のエミッタ出力が遮断されることにより，ＴＲ１３のコレクタ電圧及びＴＲ１２のベース電圧が上昇する。これにより，ＴＲ１２のベース電圧がＴＲ１２のエミッタ電圧と等電位となり，その結果，ＴＲ１２のエミッタからコレクタに向けて流れていた電流が遮断され，即ち，高負荷系統電路へ供給されていた上記電源電圧が遮断される。
【００１８】
次に，上記通常電源経路用回路２０の機能及び動作について説明する。上記通常電源経路用回路２０に上記制御部４０から出力されたＨＩＧＨレベルのＶＮＯＲＭ信号が入力されると，上記通常電源経路用回路２０は上記電源電路の電源電圧を上記低負荷装置が接続された電圧経路（以下，「低負荷系統電路」と称す。）へ供給する。また，上記制御部４０から出力されたＬＯＷレベルのＶＮＯＲＭ信号が入力されると，上記通常電源経路用回路２０は上記低負荷系統電路への上記電源電圧の供給を遮断する。
上記制御部４０が出力するＶＮＯＲＭ信号は，上記画像形成装置が通常動作状態である場合，即ち上記遮断経路用回路１０が上記高負荷系統電路へ電源電圧を供給している状態である場合はＨＩＧＴに制御される。また，上記画像形成装置が通常動作状態から省電力動作状態に移行するに先立って，制御部４０はＶＮＯＲＭ信号のレベルをＬＯＷに制御する。上記通常電源経路用回路２０の具体的な動作は，前述した上記遮断経路用回路１０の具体的な動作と同様であるため説明を省略する。
【００１９】
従来の画像形成装置に用いられていた電源回路は，上記高負荷系電路へ電力を供給する遮断経路用回路１０と，上記低負荷系電路へ電力を供給する通常電源経路用回路２０の電圧供給回路から構成されていた。この場合，省電力機能が作動し，上記高負荷系統電路が遮断されることにより上記ＤＣ２４Ｖの電源電路４１に定格電圧ＤＣ２４Ｖの許容変動範囲を超える過電圧が発生する。このような従来形態では，発生した上記過電圧が上記低負荷系統電路へ混入し，該電路に接続された上記低負荷系統装置の電子部品に悪影響を与える。本発明はこのような過電圧の上記低負荷系統電路への混入を回避するために，上記低負荷系電路へ電圧を供給する新たな電圧供給回路である上記省電力時電源経路用回路３０を設けている。
【００２０】
ここに，上記省電力時電源経路用回路３０の機能及び動作について説明する。上記省電力時電源経路用回路３０に上記制御部４０から出力されたＨＩＧＨレベルのＶＤＷＮ信号が入力されると，上記省電力時電源経路用回路３０は，上記電源電路の電源電圧から所定の定電圧を生成して上記低負荷系統電路へ供給する。また，上記制御部４０から出力されたＬＯＷレベルのＶＤＷＮ信号が入力されると，上記低負荷系統電路への上記所定の定電圧の供給を遮断する。尚，上記制御部４０が出力するＶＤＷＮ信号は，上記ＶＮＯＲＭ信号のレベルがＬＯＷの時はＨＩＧＨに制御され，上記ＶＮＯＲＭ信号のレベルがＨＩＧＨの時はＬＯＷに制御される。
上記の所定の定電圧とは，上記低負荷系統電路に接続された低負荷装置が正常に動作する許容範囲内の電圧をいい，例えば上記低負荷装置に用いられる電子部品の耐電圧範囲内の電圧をいう。このような定電圧の供給を実現するために，上記省電力時電源経路用回路３０は，他の遮断経路用回路１０や上記通常電源経路用回路２０とは異なる構成をしている。
【００２１】
ここで，上記省電力時電源経路用回路３０の回路構成と動作について具体的に説明する。上記ＨＩＧＨレベルのＶＤＷＮ信号が内部抵抗３６を経由してＮＰＮトランジスタ３３（以下，「ＴＲ３３）と略す。）のベースに入力されると，上記ＴＲ３３のコレクタからエミッタに向けて電流が流れ，これによりＴＲ３３のコレクタ電圧及びＰＮＰトランジスタ３２（以下，「ＴＲ３２」と略す。）のベース電圧も下降し，これにより，ＴＲ３２のエミッタからコレクタに向けて電流が流れるまでの動作，即ちＴＲ３２のコレクタに電源電圧が印加されるまでの動作は，上記遮断経路用回路１０及び上記通常電源経路用回路２０の動作と同様である。上記ＴＲ３２のコレクタに印加した電源電圧は，ツェナーダイオード３１によりツェナー降伏電圧に一定化される。その後，上記ツェナー降伏電圧が上記低負荷系統電路へ供給される。
前述したように，上記画像形成装置が通常動作状態から省電力動作状態に移行するに先立って，制御部４０はＶＮＯＲＭ信号のレベルをＬＯＷにし，逆にＶＤＷＮ信号をＨＩＧＨに制御する。即ち，制御部４０は省電力機能の作動により発生する過電圧が上記低負荷系統電路へ混入することを回避するためにＶＮＯＲＭ信号のレベルをＬＯＷにし，上記過電圧を上記省電力時電源経路用回路３０へ導き，ツェナーダイオード３１が上記過電圧を所定の定電圧に抑制し得るようＶＤＷＮ信号をＨＩＧＨに制御している。
【００２２】
また，上記ＬＯＷレベルのＶＤＷＮ信号が内部抵抗３６を経由してＴＲ３３のベースに入力されることにより，上記ＴＲ３３のコレクタからエミッタへ流れていた電流が遮断され，ＴＲ３３のコレクタ電圧及びＴＲ３２のベース電圧が上昇し，これにより，ＴＲ３２のベース電圧がＴＲ３２のエミッタ電圧と等電位となり，その結果，ＴＲ３２のエミッタからコレクタに向けて流れていた電流が遮断され，即ち，低負荷系統電路へ供給されていた所定の定電圧が遮断される動作は上記遮断経路用回路１０及び上記通常電源経路用回路２０の動作と同様である。
【００２３】
尚，上記ツェナーダイオードは電路に許容範囲内の電流が流れている場合は，当該電流が変動しても電路の電圧を一定に保つという定電圧特性を有するが，その反面，上記許容範囲の上限は比較的低い。しかし，上記ツェナーダイオード３１に電流が流れるのは画像形成装置が省電力動作状態中であり，その間に，上記低負荷系統電路を流れる電流は極めて低い。従って，上記ツェナーダイオード３１を介して上記低負荷系統電路へ電力を供給することは十分可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明は，高負荷系統へ電源電圧を供給する遮断経路用回路１０（高負荷系電圧供給回路の一例）と，低負荷系統へ電源電圧を供給する通常電源経路用回路２０（第１の低負荷系電圧供給回路の一例）とにより構成された画像形成装置の従来電源回路において，更に，上記電源電圧から所定の定電圧を生成して上記低負荷系統へ供給する省電力時電源経路用回路３０（第２の低負荷系電圧供給回路の一例）を設け，上記遮断経路用回路１０がＯＮ制御された状態では上記通常電源経路用回路２０により上記電源電圧を上記低負荷系統へ供給し，上記遮断経路用回路１０がＯＦＦ制御される場合には上記省電力時電源経路用回路３０により上記所定の定電圧を上記低負荷系統へ供給するよう切り替えてなるよう構成されている。これにより，高負荷系統へ供給される電圧の電路が遮断されることにより電源電路に許容変動範囲を超える過電圧が発生した場合であっても，上記低負荷系統へは所定の定電圧が供給されるので，上記低負荷系統の電路の電圧の上昇が効果的に抑制される。従って，上記低負荷系統に接続された装置に高耐圧仕様の電子部品を使用する必要がなくなり，電源電圧電路に負荷抵抗を設ける必要もなくなる。その結果，上記過電圧が上記低負荷系統に与える影響を抑制することが可能となる。これと同時に，無駄な電力の消費がなくなるので更なる省エネルギー化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるディジタル複写機１００の断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電源回路図。
【符号の説明】
１０…遮断経路用回路
１２，２２，３２…ＰＮＰトランジスタ
１３，２３，３３…ＮＰＮトランジスタ
１４〜１７…内部抵抗
２０…通常電源経路用回路
２４〜２７…内部抵抗
３０…省電力時電源経路用回路
３１…ツェナーダイオード
３４〜３７…内部抵抗
４０…制御部
１００…ディジタル複写機
１０１…定着ローラ
１０２…加圧ローラ
１０３…定着装置
１０４…転写装置
１０５…レーザースキャナユニット
１１０…プロセスユニット
１１１…記録紙収納部
１１２…両面ユニット
１１３…画像形成部
１１４…画像読取装置
１１５…ミラー
１１６…感光ドラム
１１７…帯電装置
１１８…現像装置
１１９…クリーニング装置
【図１】
2004318297.tif 000003
【図２】
2004318297.tif 000004