JP2003244955A

JP2003244955A - 画像形成装置における電源装置

Info

Publication number: JP2003244955A
Application number: JP2002042203A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Iwabayashi; 一也岩林
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP3833546B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ネットワークに関連するオプションボードＢ
１，Ｂ２を装着可能な画像形成装置の電源装置１におい
て、待機時における電源の消費電力を削減する。【解決手段】装置本体（画像形成部）の動作時にはメ
イン電源回路２から電源供給を行い、前記装置本体の待
機時には、メイン電源起動回路１３等の再起動に必要な
一部の回路に、前記メイン電源回路２に代わってサブ電
源回路３から電源供給を行うようにした電源装置１にお
いて、出力電圧Ｖｃｃのフィードバック用の分圧抵抗Ｒ
１，Ｒ２に対して、前記オプションボードＢ１，Ｂ２搭
載される検知抵抗ＯＰ１，ＯＰ２が接続されているか否
かから、１次側のスイッチング制御ＩＣ１０は前記オプ
ションボードＢ１，Ｂ２の装着／未装着を判定し、未装
着の場合には、装着されている場合に比べて、出力電圧
Ｖｃｃを低下する。したがって、前記待機時における電
源自体の消費電力を低下させ、一層の省電力化を実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機などとして
実現される画像形成装置における電源装置の省電力化に
関し、特に前記画像形成装置としては、画像形成を行う
基本構成である装置本体に、プリンタとしての連動やフ
ァクシミリ受信装置としての機能を実現するために、ネ
ットワークに関連するオプション装置が追加可能な構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記画像形成装置においては、従来か
ら、一定時間に亘って外部から操作が行われない場合
に、自動的に消費電力を最小に抑制する待機モードに移
行する機能が備えられている。このような装置では、動
作モードから待機モードに移行する際に、制御部のＣＰ
Ｕの判断によって、該ＣＰＵ自体が動作を停止し、前記
通常モードへの復帰に必要な予め定める一部の回路のみ
を動作させておくことで消費電力を抑制している。

【０００３】一方、電源回路の消費電力も前記ＣＰＵと
同様に大きく、該電源回路の消費電力を抑制する手法と
して、たとえば特開２００１−２８２０５９号公報に
は、主電源回路と副電源回路との２つの電源回路を備
え、前記主電源回路から電力が供給され、装置全体の動
作を制御する制御部が、待機モードに移行する際には、
前記主電源回路をＯＮ／ＯＦＦする切替回路を介して前
記主電源回路の動作を停止させた後該制御部自体の動作
を停止し、復帰操作が行われると、前記切替回路は主電
源回路を再起動することが記載されている。

【０００４】また、特開２０００−２２８８７３号公報
には、機器の待機状態には、主スイッチング素子を間欠
発振させるスイッチング電源回路が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、何れの
従来技術でも、通常動作モードと待機モードとで電源回
路の消費電力を切換えているだけである。一方、画像形
成装置は高機能化が進み、パーソナルコンピュータやワ
ークステーションなどに連動したプリンタとして使用さ
れたり、ファクシミリ受信装置として使用されたりする
ことが可能なように、そのようなネットワーク機能を実
現するオプション装置が追加可能な構成も現れている。

【０００６】このようなネットワークに関連するオプシ
ョン装置は、画像形成を行う装置本体が完全に動作を停
止していてもよいのに対して、ネットワークからの送信
に常時待機しておく必要があり、また受信したデータ
を、装置本体が立上がり、画像形成が終了するまでの期
間保持する必要があるので、待機時においても通常動作
時と略等しい電力を消費する。したがって、このような
ネットワークに関連するオプション装置が追加可能な構
成に上述の従来技術を適用すると、追加される可能性の
ある総てのオプション装置に充分な電力を供給可能なよ
うに構成され、省電力化の効果が充分でないケースが生
じるという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、オプション装置が装着可
能な画像形成装置において、待機時における電源の消費
電力を一層低下させることができる電源装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置に
おける電源装置は、装置本体にネットワークに関連する
オプション装置が追加可能な画像形成装置における電源
装置において、前記装置本体の動作時に電源を供給する
第１の電源手段と、前記装置本体の待機時に、予め定め
る一部の回路に、前記第１の電源手段に代わって電源を
供給する第２の電源手段と、前記オプション装置の装着
状態を検知し、該オプション装置が装着されていない場
合には、装着されている場合に比べて、前記第２の電源
手段に、その出力電圧を低下させる電源制御手段とを含
むことを特徴とする。

【０００９】上記の構成によれば、複写機などとして実
現される画像形成装置において、画像形成を行う基本構
成である装置本体には、通常動作時には第１の電源手段
（メイン電源）から電源が供給されるのに対して、スリ
ープモードなどの待機時には、該装置本体は完全に動作
を停止していてもよいので、省電力化のために、前記第
１の電源手段が停止し、前記動作状態へと復帰するため
に必要となる予め定める一部の回路のみに、該第１の電
源手段に代わって、第２の電源手段（サブ電源）から電
源が供給されるようにする。

【００１０】このとき、前記装置本体に、プリンタとし
ての連動やファクシミリ受信装置としての機能を実現す
るために、ネットワークに関連するオプション装置が追
加される場合、該オプション装置はネットワークからの
送信に常時待機しておく必要があり、また受信したデー
タを、装置本体が立上がり、画像形成が終了するまでの
期間保持する必要があるので、電源制御手段は、前記第
２の電源手段に、そのオプション装置の待機に必要な電
圧を出力させる。これに対して、前記オプション装置が
装着されていない（無負荷）場合には、前記電源制御手
段は、前記の装着されている場合に比べて、前記第２の
電源手段に、その出力電圧を低下させる。

【００１１】したがって、前記待機時において電源自体
の消費電力を低下させ、一層の省電力化を実現すること
ができる。

【００１２】また、本発明の画像形成装置における電源
装置では、前記電源制御手段は、前記第２の電源手段を
間欠発振させることで出力電圧を低下させることを特徴
とする。

【００１３】上記の構成によれば、間欠発振させること
で、さらに第２の電源手段の効率が改善され、より一層
の省電力化を実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００１５】図１は、本発明の実施の一形態の画像形成
装置における電源装置１の電気的構成を示すブロック図
である。前記画像形成装置は、スキャナおよびプリンタ
を備える複写機として実現され、それらの画像形成部に
は、通常動作モード時においてメイン電源回路２から電
源供給が行われ、待機モード時には前記電源供給が行わ
れず、動作を停止している。この電源装置１は、大略的
に、前記メイン電源回路２とサブ電源回路３と、装置全
体の制御を行うＣＰＵ４とを備えて構成されている。

【００１６】前記ＣＰＵ４は、一定時間に亘って画像形
成やユーザ操作が行われないことを検出すると、前記サ
ブ電源回路３のスイッチング制御ＩＣ１０に起動信号を
出力して該サブ電源回路３の動作を開始させ、さらに前
記メイン電源回路２にスリープ信号を出力して該メイン
電源回路２の動作を停止させた後、自己の動作を停止
し、前記待機モードに移行する。後述するようにしてメ
イン電源回路２が再起動されると、該メイン電源回路２
からの電源供給でＣＰＵ４も再起動し、画像形成に備え
る。

【００１７】前記サブ電源回路３は、本例ではスイッチ
ング方式の電源回路であり、商用電源１１からの商用交
流は、ダイオードブリッジ１２および平滑コンデンサＣ
１に入力されて整流・平滑化される。こうして直流電源
となる前記平滑コンデンサＣ１には並列に、変圧器Ｎの
１次巻線Ｎ１と、主スイッチング素子Ｑとの直列回路が
接続されている。前記主スイッチング素子Ｑは、たとえ
ばバイポーラトランジスタや電界効果型トランジスタな
どで実現され、この図１の例では、電界効果型トランジ
スタで示している。前記主スイッチング素子Ｑは、前記
スイッチング制御ＩＣ１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御さ
れる。

【００１８】前記主スイッチング素子ＱがＯＮして前記
１次巻線Ｎ１に励磁電流が流れると、変圧器Ｎの２次巻
線Ｎ２に電圧が誘起され、その電圧はダイオードＤ１お
よび平滑コンデンサＣ２で平滑化された後、電源電圧Ｖ
ｃｃとして出力される。その電源電圧Ｖｃｃは、前記再
起動のために必要となるメイン電源起動回路１３に供給
されるとともに、ダイオードＤ２を介して、必要に応じ
て追加装着される１または複数のオプションボード（図
１では参照符Ｂ１，Ｂ２の２つとしている）に供給され
る。

【００１９】図１では、オプションボードＢ１はファク
シミリ受信装置としての機能を実現するためのボードで
あり、オプションボードＢ２はプリンタとしての連動を
実現するためのボードである。したがって、これらのオ
プションボードＢ１，Ｂ２は、ネットワークに関連する
ものであり、ネットワークからの送信に常時待機してお
く必要があり、また受信したデータを、装置本体が立上
がり、画像形成が終了するまでの期間保持する必要があ
るので、前記待機モードにおいても通常動作している必
要がある。通常動作モード時には、これらのオプション
ボードＢ１，Ｂ２には、ダイオードＤ３を介して、前記
メイン電源回路２から電源供給が行われる。

【００２０】前記電源電圧Ｖｃｃの電源ライン間には、
フォトカプラＰＣのフォトダイオードＤ４と、トランジ
スタＴＲ１と、ツェナダイオードＺＤとの直列回路が接
続されるとともに、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が接
続される。トランジスタＴＲ１のコレクタ−ベース間に
は、起動抵抗Ｒ３が介在されている。前記分圧抵抗Ｒ
１，Ｒ２によって分圧された前記電源電圧Ｖｃｃのフィ
ードバック値Ｖｒｅｆは、前記トランジスタＴＲ１のベ
ースに入力される。したがって、前記電源電圧Ｖｃｃが
立上がると起動抵抗Ｒ３によってトランジスタＴＲ１が
ＯＮしてフォトカプラＰＣのフォトダイオードＤ４が点
灯し、その後前記フィードバック値Ｖｒｅｆ、したがっ
て電源電圧Ｖｃｃのレベルに対応した輝度でフォトダイ
オードＤ４が点灯する。

【００２１】これに対して、１次側では、変圧器Ｎの補
助巻線Ｎ３に誘起された電圧は、ダイオードＤ５および
平滑コンデンサＣ３で平滑化されて制御電源となってお
り、その出力電圧は、前記スイッチング制御ＩＣ１０に
与えられるとともに、電流制限抵抗Ｒ４および前記フォ
トカプラＰＣのフォトトランジスタＴＲ２を介してコン
デンサＣ４を充電する。コンデンサＣ４の充電電圧は抵
抗Ｒ５を介して前記スイッチング制御ＩＣ１０に入力さ
れる。

【００２２】したがって、前記電源電圧Ｖｃｃのレベル
に対応した輝度でフォトダイオードＤ４が点灯すると、
コンデンサＣ４の充電電流ＩＣＡも前記電源電圧Ｖｃｃ
のレベルに対応し、これに応答してスイッチング制御Ｉ
Ｃ１０は主スイッチング素子Ｑのデューティを制御し、
２次側電圧が一定となるように制御される定電圧動作が
行われる。

【００２３】上述のように構成される電源装置１におい
て、注目すべきは、本発明では、待機モード時におい
て、前記オプションボードＢ１，Ｂ２が装着されている
か否かに対応して、前記電源電圧Ｖｃｃが変化されるこ
とである。このため、オプションボードＢ１，Ｂ２に
は、電源制御手段である検知抵抗ＯＰ１，ＯＰ２がそれ
ぞれ設けられ、これらの検知抵抗ＯＰ１，ＯＰ２は、オ
プションボードＢ１，Ｂ２が装置本体の規定のスロット
に装着されると、前記分圧抵抗Ｒ２と並列に接続される
ようになっている。

【００２４】したがって、オプションボードＢ１，Ｂ２
が装着されると、フィードバック値Ｖｒｅｆは低下し、
フォトダイオードＤ４の輝度が低下し、コンデンサＣ４
の充電電流ＩＣＡも低下しようとする。これに対して、
スイッチング制御ＩＣ１０は、前述の定電圧動作によっ
て主スイッチング素子Ｑのデューティを大きくし、前記
フィードバック値Ｖｒｅｆを規定の電圧に維持しようと
する。これによって、前記電源電圧Ｖｃｃはオプション
ボードＢ１，Ｂ２が動作するのに必要な比較的高い電
圧、たとえば５Ｖに安定化される。

【００２５】一方、前記オプションボードＢ１，Ｂ２の
未装着時には、フィードバック値Ｖｒｅｆは比較的高
く、フォトダイオードＤ４の輝度も高く、コンデンサＣ
４の充電電流ＩＣＡも大きくなろうとする。これに対し
て、スイッチング制御ＩＣ１０は、前述の定電圧動作に
よって主スイッチング素子Ｑを間欠発振させ、これによ
って前記電源電圧Ｖｃｃはメイン電源起動回路１３が動
作するのに必要な最小限の電圧、たとえば３Ｖに安定化
される。

【００２６】また、オプションボードＢ１，Ｂ２でネッ
トワークからデータを受信したときには、これらのオプ
ションボードＢ１，Ｂ２からは起動信号が出力され、そ
の起動信号はＯＲ回路１４を介して前記メイン電源起動
回路１３に与えられる。さらに、前記メイン電源起動回
路１３には、スイッチＳＷおよびプルアップ抵抗Ｒ６を
介して前記電源電圧Ｖｃｃが与えられるようになってお
り、プリントスイッチなどで実現される前記スイッチＳ
Ｗへのユーザ操作によって該スイッチＳＷがＯＮする
と、前記電源電圧Ｖｃｃが起動信号として与えられるよ
うになっている。

【００２７】図２は、前記充電電流ＩＣＡと主スイッチ
ング素子Ｑのスイッチング状態との関係を示すグラフで
ある。前記オプションボードＢ１，Ｂ２が装着されて負
荷が重く、フォトダイオードＤ４の輝度が低くなって充
電電流ＩＣＡが小さくなる程、前述のように主スイッチ
ング素子Ｑのデューティは大きくされ、前記充電電流Ｉ
ＣＡが２ｍＡ以下では、デューティは最大の８０％に固
定され、規定の周波数で、２次側へ最大の電力供給を行
う。一方、負荷が軽く、フォトダイオードＤ４の輝度が
高くなって充電電流ＩＣＡが大きくなる程、前記デュー
ティは小さくされ、その最小値は、前記充電電流ＩＣＡ
が１０ｍＡにおいて２０％である。

【００２８】そして、前記充電電流ＩＣＡが、オプショ
ンボードＢ１，Ｂ２が装着されていないと確実に判定で
きるレベルである前記１０ｍＡ以上となると、前記規定
の周波数、たとえば１００ｋＨｚでは電圧制御を行うこ
とができず、たとえば２０ｋＨｚで前記間欠発振状態と
なる。なお、前記オプションボードＢ１，Ｂ２の装着の
有無は、負荷の増減による前記電源電圧Ｖｃｃのフィー
ドバック値から判定することができるけれども、本発明
では、前記通常発振と間欠発振との切換えを確実に行う
ために、前記オプションボードＢ１，Ｂ２に前記検知抵
抗ＯＰ１，ＯＰ２を設けている。

【００２９】図３は、サブ電源回路３の出力電力と、電
力変換効率との関係を示すグラフである。この図３の例
では、オプションボードＢ１，Ｂ２に供給する電力を合
わせて５Ｗとしている。前記オプションボードＢ１，Ｂ
２が装着され、それらに５Ｗの電力を供給した場合に
は、７０％の効率を確保することができるのに対して、
オプションボードＢ１，Ｂ２が装着されいない場合の消
費電力は１Ｗ程度であり、前記電力変換効率は４０％に
まで低下することが理解される。前記電力変換効率が低
下するということは、変換すべき電力に対して、主スイ
ッチング素子Ｑの熱損失など、無駄な電力の割合が大き
いことを示している。

【００３０】したがって、オプションボードＢ１，Ｂ２
が未装着の場合には、サブ電源回路３の出力電圧Ｖｃｃ
を低下させることによって、待機時において電源自体の
消費電力を低下させ、一層の省電力化を実現することが
できる。

【００３１】また、前記出力電圧Ｖｃｃの低下を、間欠
発振で行うことで、さらにサブ電源回路３の効率を改善
し、より一層の省電力化を実現することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の画像形成装置における電源装置
は、以上のように、複写機などとして実現される画像形
成装置において、通常動作時には第１の電源手段（メイ
ン電源）から電源供給を行い、待機時には、前記第１の
電源手段に代わって、第２の電源手段（サブ電源）から
電源供給を行うとともに、装置本体にネットワークに関
連するオプション装置が追加されていない場合には、追
加されている場合に比べて、前記第２の電源手段に、そ
の出力電圧を低下させる。

【００３３】それゆえ、前記待機時において電源自体の
消費電力を低下させ、一層の省電力化を実現することが
できる。

【００３４】また、本発明の画像形成装置における電源
装置は、以上のように、前記第２の電源手段を間欠発振
させることで出力電圧を低下させる。

【００３５】それゆえ、さらに第２の電源手段の効率が
改善され、より一層の省電力化を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の画像形成装置における
電源装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】スイッチング電源における１次側フィードバッ
ク電流と主スイッチング素子のスイッチング状態との関
係を示すグラフである。

【図３】サブ電源回路の出力電力と、電力変換効率との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１電源装置２メイン電源回路（第１の電源手段）３サブ電源回路（第２の電源手段）４ＣＰＵ１０スイッチング制御ＩＣ１１商用電源１２ダイオードブリッジ１３メイン電源起動回路１４ＯＲ回路Ｂ１，Ｂ２オプションボード（オプション装置）Ｃ１〜Ｃ３平滑コンデンサＣ４コンデンサＤ１〜Ｄ３，Ｄ５ダイオードＤ４フォトダイオードＮ変圧器ＯＰ１，ＯＰ２検知抵抗（電源制御手段）ＰＣフォトカプラＱ主スイッチング素子Ｒ１，Ｒ２分圧抵抗Ｒ３起動抵抗Ｒ４電流制限抵抗Ｒ５抵抗Ｒ６プルアップ抵抗ＳＷスイッチＴＲ１トランジスタＴＲ２フォトトランジスタＺＤツェナダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA28 EF16 EJ17 ZA01 5C062 AA02 AA29 AB41 AB46 AB47 AB49 BA00 5H730 AA11 AA14 AA16 AS01 AS23 BB23 BB43 BB57 BB82 CC01 DD04 EE02 EE07 EE72 FD01 FF09 FG01 FG07 FG22 XC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体にネットワークに関連するオプシ
ョン装置が追加可能な画像形成装置における電源装置に
おいて、前記装置本体の動作時に電源を供給する第１の電源手段
と、前記装置本体の待機時に、予め定める一部の回路に、前
記第１の電源手段に代わって電源を供給する第２の電源
手段と、前記オプション装置の装着状態を検知し、該オプション
装置が装着されていない場合には、装着されている場合
に比べて、前記第２の電源手段に、その出力電圧を低下
させる電源制御手段とを含むことを特徴とする画像形成
装置における電源装置。
【請求項２】前記電源制御手段は、前記第２の電源手段
を間欠発振させることで出力電圧を低下させることを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置における電源装
置。