(57)【要約】【課題】  待機モード時における損失を改善する画像形成装置の省電力回路を提供する。【解決手段】  制御部３から動作モード時のＰＲＩＮＴ信号と、待機モード時のＲＥＡＤＹ信号とを個別に出力し、ＰＲＩＮＴ信号を出力したときにはトランジスタＴ２のベース電流供給経路をトランジスタＴ１から抵抗Ｒ２の経路に切換え、ＲＥＡＤＹ信号を出力したときにはトランジスタＴ２のベース電流供給経路をトランジスタＴ３から抵抗Ｒ５の経路に切換えることにより、待機モード時においての損失を抑える。【選択図】      図１
2005185011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
省電力モード時に駆動負荷部に対する供給電圧を遮断する画像形成装置の省電力回路であって、
前記駆動負荷部を動作させるための動作モード信号と、前記動作モード信号とは個別に出力されて前記駆動負荷部の動作を待機させるための待機モード信号とを出力する制御手段と、
前記駆動負荷部への電圧供給をオン，オフさせるためのスイッチング素子と、
前記動作モード信号と前記待機モード信号とに基づいて、前記スイッチング素子をオンさせるためのドライブ電流を切換える切換え手段とを備えた、画像形成装置の省電力回路。
【請求項２】
前記切換え手段は、それぞれが前記動作モード信号と前記待機モード信号とに基づいて、前記スイッチング素子に異なるドライブ電流を供給する複数のドライブ素子を含む、請求項１に記載の画像形成装置の省電力回路。
【請求項３】
前記スイッチング素子は第１のトランジスタであって、
前記複数のドライブ素子は
前記動作モード信号に応じてスイッチングする第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのスイッチングに応じて、前記第１のトランジスタの入力に第１のドライブ電流を流す第１の抵抗素子と、
前記待機モード信号に応じてスイッチングする第３のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのスイッチングに応じて、前記第１のトランジスタの入力に前記第１のドライブ電流よりも少ない第２のドライブ電流を流す第２の抵抗素子とを含む、請求項２に記載の画像形成装置の省電力回路。
【請求項４】
前記制御手段は、前記待機モード信号を出力すると同時に前記動作モード信号を不能化し、所定時間経過後に前記待機モード信号を不能化して省電力モードに移行する、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置の省電力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像形成装置の省電力回路に関し、特に、画像形成装置において省電力モード時に電源回路から駆動負荷部に供給する電源を遮断する省電力回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
コピー機などの画像形成装置は、転写紙にトナー像を定着する定着部での消費電力が大きく、装置内の過熱を防止するための冷却フアンの消費電力も無視することができない。このため、無駄な電力の消費を回避するために、コピー動作を終了後、所定時間を経過すると、定着部や冷却フアンなどの駆動負荷部への電力供給を停止させる省電力回路が内蔵されている。
【０００３】
特開平９−２８８４３８号公報（特許文献１）には、そのような省電力回路を有する画像形成装置について記載されている。この画像形成装置では、直流電源と負荷制御回路との間にリレーを接続し、電源が投入されて直流電源からＣＰＵに電力が供給されると、リレーをオンしてリレー接点を介して直流電源から負荷制御回路に直流電圧を供給し、省電力モード時にはＣＰＵによりリレーをオフしてリレー接点を開くことにより、負荷制御回路に供給されている直流電圧を遮断することが行われている。
【０００４】
しかしながら、リレー接点は機械接点であり、負荷制御回路に供給する大電流をオン，オフするときにスパークが発生して長年の使用により接点部分の磨耗が大きくなるので、故障の原因になりやすく信頼性に欠けるという問題がある。
【０００５】
そこで、図４に示すように、リレー接点に代えてスイッチングトランジスタを用いて駆動負荷部に供給する省電力回路が実用化されている。図４において、マイクロコンピュータからなる制御部１にはコピー指令信号が与えられており、制御部１はコピー指令信号に応じて駆動負荷部２に対して駆動指令信号を与え、駆動負荷部２はコピー動作を終了するとコピー動作終了信号を制御部１に与える。駆動負荷部２は画像形成装置における定着部などのためのモータ，ソレノイド，クラッチおよびそれらのドライブ回路や冷却フアンなどを含む。
【０００６】
制御部１はコピー指令信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御信号を、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮタイプのトランジスタＴ１のベースに与える。トランジスタＴ１のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗値が４８０Ωの抵抗Ｒ２を介してＰＮＰタイプのトランジスタＴ２のベースに接続されている。トランジスタＴ２のエミッタとベースとの間には、トランジスタＴ２のベース・エミッタ間電圧を０Ｖにするための抵抗Ｒ３が接続されており、エミッタには図示しない電源回路から＋２４Ｖが供給され、コレクタは駆動負荷部２に接続されている。コピー動作を行わない場合には、この駆動負荷部２に供給する電源を遮断することにより省電力化を図る。
【０００７】
図５は図４に示した省電力回路における動作を説明するためのタイミング図である。
【０００８】
制御部１は、コピーキー（図示せず）からコピー指令信号が与えられると、動作モードに移行する。動作モードは図５（ａ）に示すように、通常動作と待機動作とを含む。通常動作は駆動負荷部２に電源を供給してコピー動作を行うものであり、待機動作は通常動作後所定時間の間はいつでも駆動負荷部２をコピー動作に移行が可能なように電源を供給しながら待機するものである。
【０００９】
制御部１は、コピー指令信号に応じて、図５（ｂ）に示すように、動作モード時に「Ｈ」レベルのＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。このＯＮ／ＯＦＦ信号によりトランジスタＴ１がオンし、そのコレクタが「Ｌ」レベルになるので、図５（ｃ）に示すように、トランジスタＴ２にベース電流Ｉｂ１が流れてトランジスタＴ２がドライブされてオンする。トランジスタＴ２がオンすることにより駆動負荷部２に＋２４Ｖが供給され、駆動負荷部２には図５（ｄ）に示すように、電流Ｉｃ１が流れる。
【００１０】
また、制御部１は「Ｈ」レベルのＯＮ／ＯＦＦ信号を出力すると同時に、駆動負荷部２に対して駆動指令信号を出力する。それによって駆動負荷部２が動作してコピー動作が行われ、コピー動作が終了すると駆動負荷部２からコピー動作終了信号が制御部１に与えられる。
【００１１】
制御部１はコピー動作終了信号により待機動作に移行する。待機動作においては、制御部１はＯＮ／ＯＦＦ信号を継続して「Ｈ」レベルにするとともに、タイマーで時間を計数し、所定時間内に再度コピーキーが操作されてコピー指令信号が与えられると、再び通常動作に移行する。
【００１２】
制御部１は、コピー動作後の待機時に所定時間内に再度コピーキーが操作されなかったことを判別すると、通常動作モードから省電力モードに移行する。省電力モード時には制御部１はＯＮ／ＯＦＦ信号を「Ｌ」レベルにする。これによりトランジスタＴ１がオフし、そのコレクタが「Ｈ」レベルになってトランジスタＴ２のベース電流Ｉｂ１が流れなくなるのでトランジスタＴ２がオフし、駆動負荷部２への＋２４Ｖの供給が遮断される。このように、トランジスタＴ２をオン，オフさせて駆動負荷部２への＋２４Ｖの供給を制御することにより、リレー接点のような機械的磨耗がないので信頼性を向上できる。
【特許文献１】特開平９−２８８４３８号公報（段落番号００１２〜００１６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図４に示した省電力回路において、動作モードにおける通常動作時および待機動作時には、常に電圧と電流とを駆動負荷部２に供給しておく必要がある。そして、通常動作時には図５（ｄ）に示すように、起動時を含めると最大５．０Ａのコレクタ電流Ｉｃ１がトランジスタＴ２を介して駆動負荷部２に流れる。しかし、待機動作時にはトランジスタＴ２を介して駆動負荷部２の周辺回路などにわずかな電流が流れるだけであり、その電流値は３００ｍＡ程度になる。
【００１４】
しかし、待機動作時であっても常に通常動作に移行できるように、トランジスタＴ２のベースには、駆動負荷部２の消費電流の最大値である５．０Ａを考慮したベース電流を流してトランジスタＴ２をドライブする必要がある。トランジスタＴ２の最小ｈｆｅ（電流増幅率）を１００とし、コレクタ電流Ｉｃ１を５．０Ａ流すとすると、必要なベース電流Ｉｂ１は最低でも５０ｍＡ必要になる。
【００１５】
このように、待機動作時には前述のごとく駆動負荷部２の消費電流が３００ｍＡというような小さな値であるにもかかわらず、駆動負荷部２の最大消費電流値を考慮したベース電流Ｉｂ１をトランジスタＴ２のベースに流してドライブする必要があるため、待機状態に老いても回路損失値として２４Ｖ×０．０５Ａ＝１．２Ｗもの損失が生じている。
【００１６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、待機モード時における損失を改善する画像形成装置の省電力回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、省電力モード時に駆動負荷部に対する供給電圧を遮断する画像形成装置の省電力回路であって、駆動負荷部を動作させるための動作モード信号と、動作モード信号とは個別に出力されて駆動負荷部の動作を待機させるための待機モード信号とを出力する制御手段と、駆動負荷部への電圧供給をオン，オフさせるためのスイッチング素子と、動作モード信号と待機モード信号とに基づいて、スイッチング素子をオンさせるためのドライブ電流を切換える切換え手段とを備える。
【００１８】
好ましくは、切換え手段は、それぞれが動作モード信号と待機モード信号とに基づいて、スイッチング素子に異なるドライブ電流を供給する複数のドライブ素子を含む。
【００１９】
好ましくは、スイッチング素子は第１のトランジスタであって、複数のドライブ素子は動作モード信号に応じてスイッチングする第２のトランジスタと、第２のトランジスタのスイッチングに応じて、第１のトランジスタの入力に第１のドライブ電流を流す第１の抵抗素子と、待機モード信号に応じてスイッチングする第３のトランジスタと、第３のトランジスタのスイッチングに応じて、第１のトランジスタの入力に第１のドライブ電流よりも少ない第２のドライブ電流を流す第２の抵抗素子とを含む。
【００２０】
好ましくは、制御手段は待機モード信号を出力すると同時に動作モード信号を不能化し、所定時間経過後に待機モード信号を不能化して省電力モードに移行する。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、駆動負荷部を動作させるための動作モード信号と、動作モード信号とは個別に駆動負荷部の動作を待機させるための待機モード信号とを出力し、動作モード信号と待機モード信号とに基づいて、スイッチング素子のドライブ電流を切換えて駆動負荷部に電圧を供給するようにしたので、待機モード時における損失を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１はこの発明の一実施形態における画像形成装置の省電力回路の回路図である。図１において、前述の図４と同様にして駆動負荷部２にはＰＮＰタイプのトランジスタＴ２を介して＋２４Ｖが供給されている。
【００２３】
制御部３は、駆動負荷部２の動作状態に応じて、トランジスタＴ２をドライブするベース電流を切換えることにより損失の改善を行うために動作モードを示すＰＲＩＮＴ信号と、待機モードを示すＲＥＡＤＹ信号とを個別に出力する。ＰＲＩＮＴ信号は、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮタイプのトランジスタＴ１のベースに与えられ、トランジスタＴ１のコレクタはベース電流制限用の抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴ２のベースに接続されており、トランジスタＴ１のエミッタは接地されている。
【００２４】
待機モードを示すＲＥＡＤＹ信号は、駆動負荷部２からコピー動作終了信号が制御部３に与えられたことにより出力される。このＲＥＡＤＹ信号は、抵抗Ｒ４を介してＮＰＮタイプのトランジスタＴ３のベースに与えられており、トランジスタＴ３のコレクタはベース電流制限用の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴ２のベースに接続されており、トランジスタＴ３のエミッタは接地されている。トランジスタＴ２のベースとエミッタとの間には、トランジスタＴ２のベース・エミッタ間電圧を０Ｖにするための抵抗Ｒ３が接続されている。
【００２５】
トランジスタＴ１は、動作モード時にＰＲＩＮＴ信号に応じて、トランジスタＴ２をオンさせて、トランジスタＴ２から駆動負荷部２に例えば最大５．０Ａの電流を供給可能にする。トランジスタＴ３は待機モード時にＲＥＡＤＹ信号に応じて、トランジスタＴ２をオンさせてトランジスタＴ２から駆動負荷部２に例えば３００ｍＡの電流を供給可能にする。
【００２６】
なお、制御部３には図４と同様にして、コピー指令信号が与えられており、制御部３はコピー指令信号に応じて駆動負荷部２に対して駆動指令信号を与え、駆動負荷部２はコピー動作を終了するとコピー動作終了信号を制御部３に与える。
【００２７】
図２は図１に示した省電力回路の動作を説明するためのタイミング図であり、図３は省電力回路の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
次に、図１〜図３を参照して、この発明の一実施形態の動作について説明する。制御部３は、図２（ａ）に示す動作モード時には図２（ｂ）に示すように、ＰＲＩＮＴ信号を「Ｈ」レベルにし、待機モード時には図２（ｃ）に示すように、ＲＥＡＤＹ信号を「Ｈ」レベルにする。省電力モード時にはＰＲＩＮＴ信号およびＲＥＡＤＹ信号はともに「Ｌ」レベルにして不能化される。動作モードは駆動負荷部２に電源を供給してコピー動作を行うものであり、待機モードはＰＲＩＮＴ動作後所定時間の間はいつでも駆動負荷部２をコピー動作に移行が可能なように電源を供給しながら待機する。省電力モードは駆動負荷部２への電力供給を遮断して省電力化を図る。
【００２９】
電源が投入されると、制御部３はステップＳＰ（図示ではＳＰ）１において、図２（ｃ）に示すように、ＲＥＡＤＹ信号を「Ｈ」レベルにし、ＰＲＩＮＴ信号を「Ｌ」レベルにして待機モードにする。ＲＥＡＤＹ信号が「Ｈ」レベルになったことにより、トランジスタＴ３がオンするので図２（ｅ）に示すように、抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴ２にＩｂ２＝３．０ｍＡのベース電流が流れてトランジスタＴ２がドライブされる。これにより、駆動負荷部２に対して、ＲＥＡＤＹ状態の動作を満足する例えばＩｃ１＝３００ｍＡ程度のコレクタ電流（図２（ｆ））がトランジスタＴ２を介して供給可能状態にされる。
【００３０】
次に、コピーキーが押されて、制御部３にコピー指令信号が与えられると、制御部３はステップＳＰ２において、コピーキーがオンされたことを判別し、ステップＳＰ３においてＲＥＡＤＹ信号を「Ｌ」レベルにするとともに、図２（ｂ）に示すようにＰＲＩＮＴ信号を「Ｈ」レベルにする。ＰＲＩＮＴ信号が「Ｈ」レベルになるとトランジスタＴ１がオンするので図２（ｄ）に示すように、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴ２にＩｂ１＝５０ｍＡのベース電流が流れてトランジスタＴ２がドライブされる。
【００３１】
これにより、駆動負荷部２に対してプリント動作状態を満足する例えばＩｃ１＝５．０Ａ程度のコレクタ電流（図２（ｆ））がトランジスタＴ２を介して供給可能状態にされ、コピー動作が可能になる。なお、トランジスタＴ３はＲＥＡＤＹ信号が「Ｌ」レベルになったことによりオフしている。そして、制御部３から駆動指令信号が駆動負荷部２に与えられると、コピー動作が行われる。
【００３２】
ステップＳＰ４において、制御部３は駆動負荷部２からコピー動作終了信号が入力されたか否かを判別し、入力されていなければステップＳＰ３に戻る。制御部３は、コピー動作終了信号が駆動負荷部２から制御部３に与えられると、ステップＳＰ４において、コピー動作終了信号が入力されたことを判別してステップＳＰ１に戻り、再びＲＥＡＤＹ信号を「Ｈ」レベルにして待機モードに移る。再度コピーキーが操作されると、ステップＳＰ２〜４の動作を繰り返す。
【００３３】
制御部３は、ステップＳＰ２において、コピーキーが押されていないことを判別すると、ステップＳＰ５においてタイマーをスタートさせ、ステップＳＰ６において、タイマーがカウントアップしたか否かを判別する。制御部３は、タイマーがカウントアップしていなければステップＳＰ２に戻って待機モードを継続し、コピーキーが押されるとコピー動作を行う。制御部３は、ステップＳＰ６において、タイマーがカウントアップしたことを判別すると、ステップＳＰ７において、ＲＥＡＤＹ信号とＰＲＩＮＴ信号とを「Ｌ」レベルにして待機モードから省電力モードに移行する。
【００３４】
上述のごとく、この実施形態における動作モード終了後の待機モードにおいては回路損失を２４Ｖ×０．００３Ａ＝０．０７２Ｗと小さな値にすることができる。つまり、従来は待機モード時においても動作モード時と同様に１．２Ｗの回路損失を発生していた。
【００３５】
これに対して、この実施形態では、制御部３から動作モード時のＰＲＩＮＴ信号と、待機モード時のＲＥＡＤＹ信号とを個別に出力し、トランジスタＴ２のベース電流供給経路をトランジスタＴ１とＴ３の２つの経路に切換えることにより、待機モード時においてのドライブ電流を小さくすることによって損失を０．０７２Ｗに抑えることが可能になり、１．２Ｗ−０．０７２Ｗ＝１．１２８Ｗの改善ができたことになる。
【００３６】
なお、図１に示した省電力回路において、トランジスタＴ２の最小ｈｆｅは１００、ベース電流制限用の抵抗Ｒ２は４８０Ω、ベース電流制限用の抵抗Ｒ５は８ｋΩに選ばれている。
【００３７】
また、トランジスタＴ２はＮＰＮタイプのトランジスタを用い、トランジスタＴ１，Ｔ３はＰＮＰタイプのトランジスタを用いるようにしてもよい。
【００３８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施形態における画像形成装置の省電力回路の回路図である。
【図２】図１に示した省電力回路における動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】省電力回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の省電力回路の要部を示す回路図である。
【図５】図４に示した省電力回路における動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
【００４０】
２  駆動負荷部、３  制御部、Ｔ１〜Ｔ３  トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ５  抵抗
【図１】
2005185011.tif 000003
【図２】
2005185011.tif 000004
【図３】
2005185011.tif 000005
【図４】
2005185011.tif 000006
【図５】
2005185011.tif 000007