JP2014057435A - 昇圧回路、光源駆動装置、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で出力リップル電圧を抑制可能な昇圧回路、光源駆動装置、画像読取装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の昇圧回路１００は、昇圧部１０と制御部２０とを備える。昇圧部１０は、駆動信号に応じてオンオフが切り替わるスイッチング素子１２を含み、スイッチング素子１２のオンオフ動作により入力電圧Ｖｉｎを昇圧する。制御部２０は、入力電圧Ｖｉｎに応じて駆動信号を制御する。制御部２０は、入力電圧に応じてスイッチング素子１２のスイッチング周波数が切り替わるように、駆動信号を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、昇圧回路、光源駆動装置、画像読取装置および画像形成装置に関する。

スキャナ光源として、従来のＸｅランプ等に比べ大きな省エネ効果を持つチップＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用する方法が知られている。このチップＬＥＤを多数駆動する際、電源を昇圧して供給することで、１駆動回路あたりの駆動可能個数が非昇圧回路に比べ２倍以上となることから、有効な駆動方法である。また、その他一般的な回路システムにおいても、使用可能な電源電圧は限られる場合が多く、負荷の駆動により高い電圧が必要な場合には昇圧は有効な手段であり、一般的な駆動制御方式として既に実用化されている。

また、インダクタに流れる電流をスイッチングすることで入力電圧を昇圧するスイッチング方式昇圧回路では、原理的に出力にリップルが生じる。このリップルを抑えるためには、（１）スイッチング周波数を高くする、（２）インダクタのインダクタンスを大きくする、（３）高性能な出力コンデンサを用いる、といった手法がある。しかし（１）の方法には、変換効率の低下というデメリットがあり、（２）および（３）の方法には、コストの増加というデメリットがあるので、これらのメリット／デメリットを考慮した適切なバランスで設計を行う。しかし、例えば個体差によるばらつきや経時変化により入力電圧が小さくなると、出力のリップルが大きくなり、出力の不安定化や入出力ラインのストレスの増加といった問題が起こる。

例えば特許文献１には、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力リップル電圧を抑えて安定した出力電圧を得ることを目的として、出力リップル電圧を検出して検出した結果に応じてスイッチング周波数を制御し、出力リップル電圧を抑える技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、出力リップル電圧を検出するために多数の周辺回路が必要であるため、構成が複雑化して製造コストが増大するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で出力リップル電圧を抑制可能な昇圧回路、光源駆動装置、画像読取装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、駆動信号に応じてオンオフが切り替わるスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフ動作により入力電圧を昇圧する昇圧部と、前記入力電圧に応じて前記駆動信号を制御する制御部と、を備える昇圧回路である。

本発明によれば、簡易な構成で出力リップル電圧を抑制できる。

図１は、従来の昇圧回路と、リップル変化のイメージを示す概念図である。 図２は、実施形態の昇圧回路と、リップル変化のイメージを示す概念図である。 図３は、第１実施形態のＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。 図４は、第２実施形態のＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。 図５は、第２実施形態の変形例のＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。 図６は、第３実施形態のＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。 図７は、第３実施形態の変形例のＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。 図８は、第３実施形態の変形例のＬＥＤ駆動装置の構成例を示す図である。 図９は、本発明を適用可能な画像読取装置の機械的構成例を示す図である。 図１０は、画像読取装置の機能構成例を示すブロック図である。 図１１は、本発明を適用可能な画像形成装置の構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る昇圧回路、光源駆動装置、画像読取装置および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、従来の昇圧回路１と、リップル変化のイメージを示す概念図である。昇圧回路１は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧して負荷側に昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力する。通常は出力をフィードバックして昇圧制御を行う。ここで、入力電圧Ｖｉｎが小さく昇圧率が大きい場合は、昇圧電圧Ｖｏｕｔのリップルが大きくなる。

図２は、本実施形態の昇圧回路１００と、リップル変化のイメージ図を示す概念図である。本実施形態の昇圧回路１００は、出力をフィードバックして昇圧制御を行うだけでなく、入力電圧Ｖｉｎをモニタして昇圧制御のＰＷＭ信号周波数を制御する（切り替える）構成であり、入力電圧Ｖｉｎが大きいときは通常の制御を行い、入力電圧Ｖｉｎが小さいときは周波数を高くしてリップルを抑える。

詳細な構成は後述するが、図２に示すように、昇圧回路１００は、昇圧部１０と制御部２０とを含んで構成される。昇圧部１０は、駆動信号に応じてオンオフが切り替わるスイッチング素子を含み、スイッチング素子のオンオフ動作により入力電圧Ｖｉｎを昇圧する。この例では、昇圧部１０の構成は、図１の昇圧回路１と同様である。

制御部２０は、入力電圧Ｖｉｎに応じて駆動信号を制御する。より具体的には、制御部２０は、昇圧部１０から出力される出力電圧Ｖｏｕｔをフィードバックして、スイッチング素子がオンになる期間とオフになる期間との比を示すデューティ比を制御するとともに、入力電圧Ｖｉｎに応じてスイッチング素子のスイッチング周波数が切り替わるように、駆動信号を制御する。後述するように、本実施形態では、制御部２０は、入力電圧Ｖｉｎが閾値よりも小さい場合は、入力電圧Ｖｉｎが閾値よりも高い場合に比べて、スイッチング素子のスイッチング周波数が高くなるように駆動信号を制御する。なお、ここでは、駆動信号は、スイッチング素子のオンオフを制御する電圧信号であり、周期的なパルス波で表される。以下の説明では、駆動信号を、ＰＷＭ信号と呼ぶ場合がある。

図３は、本実施形態の昇圧回路１００と定電流回路３０とを用いたＬＥＤ駆動装置（光源駆動装置）の一例を示す図である。昇圧回路１００は、昇圧部１０と制御部２０とを含む。昇圧部１０は、インダクタ１１と、スイッチング素子１２と、整流手段としてのダイオード１３と、平滑手段としてのコンデンサ１４とを含んで構成される。スイッチング素子１２は、制御部２０から出力されるＰＷＭ信号に応じてオンオフが切り替わる。スイッチング素子１２は、例えばＦＥＴで構成され、そのゲートにＰＷＭ信号が入力される。この例では、インダクタ１１と、スイッチング素子１２と、ダイオード１３が、昇圧型のコンバータを構成し、制御部２０からのＰＷＭ信号に応じて、スイッチング素子１２が高速にスイッチングする（オンオフ動作を繰り返す）ことにより入力電圧Ｖｉｎが昇圧されてコンデンサ１４に供給される。そして、昇圧された電圧（出力電圧Ｖｏｕｔ）は、コンデンサ１４から負荷（ＬＥＤ）に供給される。

制御部２０は、生成部２１と、出力部２２とを含んで構成される。生成部２１は、入力電圧Ｖｉｎに応じた三角波信号を生成する。本実施形態では、生成部２１は、入力電圧Ｖｉｎが閾値よりも小さい場合は、入力電圧Ｖｉｎが閾値よりも大きい場合に比べて周波数が高い三角波信号を生成する。より具体的には、生成部２１は、コンパレータ２３と、三角波生成回路２４とを含んで構成される。コンパレータ２３には、入力電圧Ｖｉｎと所定の電圧Ｖｒｅｆ２（「閾値」に相当）が入力され、入力電圧Ｖｉｎと所定の電圧Ｖｒｅｆ２との比較結果に応じた信号を生成して三角波生成回路２４へ出力する。この例では、入力電圧Ｖｉｎが所定の電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きい場合は、コンパレータ２３は、ハイレベルの信号を生成して三角波生成回路２４へ出力する。一方、入力電圧Ｖｉｎが所定の電圧Ｖｒｅｆ２よりも小さい場合は、コンパレータ２３は、ローレベルの信号を生成して三角波生成回路２４へ出力する。

三角波生成回路２４は、入力電圧Ｖｉｎが所定の電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きい場合は、低周波の三角波信号を生成し、入力電圧Ｖｉｎが所定の電圧Ｖｒｅｆ２よりも小さい場合は、高周波の三角波信号を生成する。この例では、三角波生成回路２４は、コンパレータ２３からの出力信号がハイレベルの場合は、低周波の三角波信号を生成し、コンパレータ２３からの出力信号がローレベルの場合は、高周波の三角波信号を生成する。

出力部２２は、生成部２１で生成された三角波信号と、フィードバックされた出力との比較結果に応じて、ＰＷＭ信号を生成して出力する。この例では、出力部２２は、コンパレータで構成され、生成部２１で生成された三角波信号と、負荷から戻ってくる電圧Ｖｂ（負荷に供給された後の出力電圧Ｖｏｕｔ）とが入力される。なお、これに限らず、フィードバックされた出力の形態は任意であり、例えば出力電圧Ｖｏｕｔがそのまま出力部２２に入力される形態であってもよい。

出力部２２は、三角波信号が、フィードバックされた出力よりも大きい場合は、スイッチング素子１２をオンに遷移させるＰＷＭ信号を生成して出力する一方、三角波信号が、フィードバックされた出力よりも小さい場合は、スイッチング素子をオフに遷移させるＰＷＭ信号を生成して出力する。図３の例では、出力部２２は、三角波信号が、フィードバックされた出力よりも大きい場合は、ハイレベルの信号（ハイレベルに設定されたＰＷＭ信号）を生成して出力する。そして、そのハイレベルの信号がスイッチング素子１２のゲートに供給されることで、スイッチング素子１２はオンに遷移する。つまり、三角波信号が、フィードバックされた出力よりも大きい期間にわたって、出力部２２からはハイレベルの信号が出力され続け、スイッチング素子１２はオン状態に維持される。また、出力部２２は、三角波信号が、フィードバックされた出力よりも小さい場合は、ローレベルの信号（ローレベルに設定されたＰＷＭ信号）を生成して出力する。そして、そのローレベルの信号がスイッチング素子１２のゲートに供給されることで、スイッチング素子１２はオフに遷移する。つまり、三角波信号が、フィードバックされた出力よりも小さい期間にわたって、出力部２２からはローレベルの信号が出力され続け、スイッチング素子１２はオフ状態に維持される。

なお、図３に示す定電流回路３０は、公知の様々な構成により実現可能である。

以上に説明したように、本実施形態の昇圧回路１００は、従来の昇圧回路１と同様の構成である昇圧部１０に加えて、入力電圧Ｖｉｎに応じてＰＷＭ信号を制御する制御部２０を備える。そして、制御部２０は、出力をフィードバックして昇圧制御を行うだけでなく、入力電圧Ｖｉｎが閾値よりも小さい場合は、入力電圧Ｖｉｎが閾値よりも高い場合に比べて、スイッチング素子１２のスイッチング周波数が高くなるようにＰＷＭ信号を制御することにより、リップルを抑える。本実施形態によれば、出力リップル電圧を検出するための多数の周辺回路は不要となるので、簡易な構成で出力リップル電圧を抑制できるという有利な効果を奏する。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態と共通する部分については適宜に説明を省略する。図４は、第２実施形態のＬＥＤ駆動装置の一例を示す図である。図４の例では、制御部２００は、生成部２１０と出力部２２とを含んで構成される。生成部２１０は、反転回路２１１と、Ｖ／Ｆコンバータ２１２とを含んで構成される。この例では、入力電圧Ｖｉｎが、反転回路２１１を通してＶ／Ｆコンバータ２１２に入力されることにより、入力電圧Ｖｉｎに応じて異なる周波数の三角波信号が生成される。より具体的には、入力電圧Ｖｉｎが小さいほど周波数の高い三角波信号が生成される。その他の構成は、上述の第１実施形態と同様なので、詳細な説明は省略する。

（第２実施形態の変形例）
図５は、第２実施形態の変形例のＬＥＤ駆動装置の一例を示す図である。図５の例では、制御部２０１は、生成部２１０および出力部２２に加えて、分圧部２１３をさらに備える。分圧部２１３は、入力電圧Ｖｉｎを分圧して生成部２１０へ入力する手段である。図５の例では、分圧部２１３は、直列に接続された２つの抵抗で構成され、２つの抵抗の間のノードが、反転回路２１１の入力側に接続される。入力電圧Ｖｉｎを抵抗分圧してから生成部２１０に入力するので、Ｖ／Ｆコンバータ２１２（反転回路２１１）の定格が小さくて済むという利点がある。以上の例は、他の実施形態でも同様に適用可能である。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。上述の各実施形態と共通する部分については適宜に説明を省略する。第３実施形態の昇圧回路は、上述のＶ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号を生成する入力回路をさらに備える。入力回路は、定電流源と、複数の抵抗器と、入力電圧Ｖｉｎに応じて、複数の抵抗器の中から、定電流源に接続される抵抗器を少なくとも１つ選択する選択部と、を含み、入力回路で生成される電圧信号は、定電流源からの電流が流れる経路の抵抗値に比例した値となる。また、Ｖ／Ｆコンバータ２１２で生成される三角波信号の周波数は、入力回路で生成される電圧信号に応じて変化し、入力回路で生成される電圧信号の値が大きいほど、Ｖ／Ｆコンバータ２１２で生成される三角波信号の周波数は高くなる。本実施形態では、入力電圧Ｖｉｎが小さいほど、定電流源からの電流が流れる経路の抵抗値が大きくなるように、定電流源に接続される抵抗器を少なくとも１つ選択する。以下、本実施形態の具体的な内容を説明する。

図６は、第４実施形態のＬＥＤ駆動装置の一例を示す図である。図６の例では、制御部２０２は、生成部２２０と出力部２２とを含んで構成される。生成部２２０は、入力回路２３０とＶ／Ｆコンバータ２１２とを含んで構成される。

入力回路２３０は、定電流源２３１と、複数の抵抗器Ｒ１〜Ｒ４（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４、以下の説明では、互いを区別しない場合は単に「抵抗器Ｒ」と表記）と、マルチプレクサ２３２と、変換部２３３とを含んで構成される。変換部２３３には、入力電圧Ｖｉｎが入力される。変換部２３３は、アナログデータをデジタルデータに変換する手段であり、入力された入力電圧Ｖｉｎのアナログ値を、デジタル値に変換する。変換部２３３で変換された入力電圧Ｖｉｎのデジタル値はマルチプレクサ２３２に入力される。

マルチプレクサ２３２は、入力されたデジタル値に応じて、定電流源２３１に接続される抵抗器Ｒを少なくとも１つ選択する。選択された抵抗器Ｒには定電流源２３１により一定の電流が流れるので抵抗値に比例した電圧信号が発生し、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される。Ｖ／Ｆコンバータ２１２により生成される三角波信号の周波数は、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２３０により生成された電圧信号）に応じて変化し、結果として、ＰＷＭ信号の周波数が変化する。この例では、マルチプレクサ２３２は、請求項の「選択部」に対応する。

いま、マルチプレクサ２３２に入力されるデジタル値が２ビットである場合を想定し、マルチプレクサ２３２の動作例を説明する。まず、入力電圧Ｖｉｎが大きい第１の場合、マルチプレクサ２３２に入力される２ビットのデジタル値は「１１」であるとする。この場合、最も抵抗値の小さい抵抗器Ｒ１が選択され、定電流源２３１に接続される。

また、入力電圧Ｖｉｎが、上記第１の場合に比べてやや小さい第２の場合、マルチプレクサ２３２に入力される２ビットのデジタル値は「１０」であるとする。この場合、抵抗器Ｒ１よりも抵抗値が大きい抵抗器Ｒ２が選択され、定電流源２３１に接続される。これにより、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２３０により生成された電圧信号）は、第１の場合に比べて大きくなり、第１の場合に比べて高い周波数の三角波信号がＶ／Ｆコンバータ２１２により生成されるので、結果として、より高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

さらに、入力電圧Ｖｉｎが、上記第２の場合に比べて小さい第３の場合、マルチプレクサ２３２に入力される２ビットのデジタル値は「０１」または「００」であるとする。この場合、抵抗器Ｒ２よりも抵抗値が大きい抵抗器Ｒ３または抵抗器Ｒ４が選択され、定電流源２３１に接続される。これにより、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２３０により生成された電圧信号）は、第２の場合に比べて大きくなり、第２の場合に比べて高い周波数の三角波信号がＶ／Ｆコンバータ２１２により生成されるので、結果として、より高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

要するに、マルチプレクサ２３２は、入力電圧Ｖｉｎが小さいほど、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値が大きくなるように、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の何れかの抵抗器を選択している。これにより、入力電圧Ｖｉｎが小さいほど、入力回路２３０により生成される電圧信号が大きくなるので、Ｖ／Ｆコンバータ２１２により生成される三角波信号の周波数が高くなり、結果として、高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

（第３実施形態の変形例１）
図７は、第３実施形態の変形例１のＬＥＤ駆動装置の一例を示す図である。図７に示す制御部２０３は、生成部２４０と出力部２２とを含んで構成される。生成部２４０は、入力回路２５０と、Ｖ／Ｆコンバータ２１２とを含んで構成される。入力回路２５０は、定電流源２３１と、複数の抵抗Ｒ５と、選択部２５１と、分圧部２５２とを含んで構成される。

分圧部２５２は、入力電圧Ｖｉｎを分圧して選択部２５１へ入力する手段である。図７の例では、分圧部２５２は、直列に接続された３つの抵抗を含んで構成される。各抵抗間のノードは、選択部２５１に含まれる複数のＦＥＴと１対１に対応し、対応するＦＥＴのゲートに接続される。

図７の例では、互いに並列に接続される４つの抵抗器Ｒ５が設けられる。ここでは、抵抗値が同じである複数の抵抗器Ｒ５が設けられているが、これに限られるものではない。図７の例では、４つの抵抗器Ｒ５のうちの３つの抵抗器Ｒ５が選択部２５１により選択可能であり、１つの抵抗器Ｒ５はデフォルトの抵抗器となる。

選択部２５１は、それぞれに、分圧された入力電圧Ｖｉｎが入力されるとともに、それぞれのオンオフに応じて、定電流源２３１に接続される抵抗器Ｒ５を少なくとも１つ選択可能な複数のＦＥＴ１〜ＦＥＴ３を含む。なお、選択部２５１に含まれるＦＥＴの数は３つに限られるものではなく、任意に変更可能である。

例えば、入力電圧Ｖｉｎが十分に大きい第４の場合は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３の全てがオンになるとする。この場合、３つの抵抗器Ｒ５が選択され、デフォルトの抵抗器Ｒ５を加えた４つの抵抗器Ｒ５が定電流源２３１に接続される。４つの抵抗器Ｒ５は互いに並列に接続されるため、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値は、Ｒ５×１／４となる。

また、入力電圧Ｖｉｎが、上記第４の場合に比べてやや小さい第５の場合は、ＦＥＴ１のみがオフになり、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３がオンになるとする。この場合、２つの抵抗器Ｒ５が選択され、デフォルトの抵抗器Ｒ５と合わせた３つの抵抗器Ｒ５が定電流源２３１に接続される。３つの抵抗器Ｒ５は互いに並列に接続されるため、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値は、Ｒ５×１／３となり、第４の場合よりも大きくなる。したがって、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２５０により生成された電圧信号）は、第４の場合に比べて大きくなり、第４の場合に比べて高い周波数の三角波信号がＶ／Ｆコンバータ２１２により生成されるので、結果として、より高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

さらに、入力電圧Ｖｉｎが、上記第５の場合に比べて小さい第６の場合は、ＦＥＴ１に加えて、ＦＥＴ２またはＦＥＴ３がオフになるとする。この場合、１つの抵抗器Ｒ５が選択され、デフォルトの抵抗器Ｒ５と合わせた２つの抵抗器Ｒ５が定電流源２３１に接続される。２つの抵抗器Ｒ５は互いに並列に接続されるため、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値は、Ｒ５×１／２となり、第５の場合よりも大きくなる。したがって、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２５０により生成された電圧信号）は、第５の場合に比べて大きくなり、第５の場合に比べて高い周波数の三角波信号がＶ／Ｆコンバータ２１２により生成されるので、結果として、より高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

（第３実施形態の変形例２）
図８は、第３実施形態の変形例２のＬＥＤ駆動装置の一例を示す図である。図８に示す制御部２０４は、生成部２６０と出力部２２とを含んで構成される。生成部２６０は、入力回路２７０と、Ｖ／Ｆコンバータ２１２とを含んで構成される。入力回路２７０は、定電流源２３１と、複数の抵抗Ｒ６と、選択部２７１と、分圧部２５２とを含んで構成される。

分圧部２５２は、入力電圧Ｖｉｎを分圧して選択部２７１へ入力する手段であり、図７の構成と同様である。

図８の例では、互いに並列に接続される３つの抵抗器Ｒ６が設けられる。ここでは、抵抗値が同じである複数の抵抗器Ｒ６が設けられているが、これに限られるものではない。図８の例では、３つの抵抗器Ｒ６のうちの２つの抵抗器Ｒ６が選択部２７１により選択可能であり、１つの抵抗器Ｒ６はデフォルトの抵抗器となる。

選択部２７１は、それぞれに、分圧された入力電圧Ｖｉｎが入力されるとともに、それぞれのオンオフに応じて、定電流源２３１に接続される抵抗器Ｒ６を少なくとも１つ選択可能な複数のバイポーラトランジスタＴ１〜Ｔ３を含む。なお、選択部２５１に含まれるＦＥＴの数は３つに限られるものではなく、任意に変更可能である。

例えば、入力電圧Ｖｉｎが十分に大きい第７の場合は、Ｔ１〜Ｔ３の全てがオンになるとする。この場合、２つの抵抗器Ｒ６が選択され、デフォルトの抵抗器Ｒ６を加えた３つの抵抗器Ｒ６が定電流源２３１に接続される。３つの抵抗器Ｒ６は互いに並列に接続されるため、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値は、Ｒ６×１／３となる。

また、入力電圧Ｖｉｎが、上記第７の場合に比べてやや小さい第８の場合は、Ｔ１のみがオフになり、Ｔ２およびＴ３がオンになるとする。この場合、１つの抵抗器Ｒ６が選択され、デフォルトの抵抗器Ｒ６と合わせた２つの抵抗器Ｒ６が定電流源２３１に接続される。２つの抵抗器Ｒ６は互いに並列に接続されるため、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値は、Ｒ６×１／２となり、第７の場合よりも大きくなる。したがって、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２５０により生成された電圧信号）は、第７の場合に比べて大きくなり、第７の場合に比べて高い周波数の三角波信号がＶ／Ｆコンバータ２１２により生成されるので、結果として、より高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

さらに、入力電圧Ｖｉｎが、上記第８の場合に比べて小さい第９の場合は、Ｔ１に加えて、Ｔ２またはＴ３がオフになるとする。この場合、選択可能な２つの抵抗器Ｒ６の何れも選択されず、デフォルトの抵抗器Ｒ６のみが定電流源２３１に接続されるので、定電流源２３１からの電流が流れる経路の抵抗値は、Ｒ６となり、第８の場合よりも大きくなる。したがって、Ｖ／Ｆコンバータ２１２に入力される電圧信号（入力回路２５０により生成された電圧信号）は、第８の場合に比べて大きくなり、第８の場合に比べて高い周波数の三角波信号がＶ／Ｆコンバータ２１２により生成されるので、結果として、より高い周波数のＰＷＭ信号が得られる。

（画像読取装置）
次に、以上の各実施形態のＬＥＤ駆動装置（光源駆動回路）を搭載可能な画像読取装置について説明する。デジタル複写機でのスキャナ装置のような、原稿画像をＣＣＤで読み取り、画像信号をデジタル信号に変換して処理する画像読取装置は、図９に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス１０１、原稿露光用の光源１０２および第１反射ミラー１０３からなる第１キャリッジ１０６と、第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５からなる第２キャリッジ１０７と、ＣＣＤリニアイメージセンサ１０９（以下、ＣＣＤと呼ぶ）に結像するためのレンズユニット１０８と、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための白基準板１１３と、から構成される。走査時は第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７はステッピングモータ（不図示）によって副走査方向Ａに移動する。また、シートスルーによる原稿読み取りは、第１キャリッジ１０６および第２キャリッジ１０７がシートスルー読み取り用スリット１１５の下へ移動後、原稿自動送り装置１１４に設置された原稿１１２をローラ１１６によってＢの方向へガイドすることで、シートスルー読み取り用スリット１１５の位置において読み取っていく。

また、図１０のスキャナブロック図に示すように、ＣＣＤ１１９で光電変換されたアナログ画像データは、アナログ処理回路部１２０へ出力される。アナログ処理回路部１２０では、アナログ画像データに対してサンプルホールド処理、黒レベル補正などの各種画像処理を施したのち、Ａ／Ｄ変換回路部１２１へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路部１２１では、入力されたアナログ画像データをデジタル画像データに変換し、さらにＬＶＤＳインターフェース１２２を介して後段（画像処理回路部等）へ出力する。スキャナ装置内のＣＣＤ１１９、アナログ処理回路部１２０、Ａ／Ｄ変換回路部１２１、ステッピングモータおよび光源（ともに不図示）の各種タイミングクロックは、タイミングクロック生成回路部１２３において生成し供給される。なお、システム内のＣＰＵあるいはタイミングクロック生成回路部１２３は、光源１０２の駆動信号や定電流源を駆動するＰＷＭ信号も生成可能である。読み取りラインおよび信号に同期した光源駆動信号を生成・出力することで、光量ムラや変動など画像への悪影響を最小限に抑えることができる。上記デジタル画像読取装置において、光源１０２の駆動回路システムへ本発明を適用することにより、安定した昇圧動作が可能な光源駆動システムを実現することができる。

（画像形成装置）
次に、以上の各実施形態のＬＥＤ駆動装置（光源駆動回路）を搭載可能な画像読取装置を搭載可能な画像形成装置について説明する。図１１は、デジタル複写機１０００の概略構成図である。この構成は、画像形成装置としての複写機１０００であり、この複写機１０００の上面にはコンタクトガラス２８０が設けられている。また、複写機１００の上部には自動原稿送り装置（以下、単にＡＤＦという）２０１０が設けられており、このＡＤＦ２０１０はコンタクトガラス２８０を開閉するように複写機１０００に図示しないヒンジ等を介して連結されている。このＡＤＦ２０１０は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０２０と、原稿トレイ２０２０に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２８０に向かって搬送する分離・搬送手段と、分離・搬送手段によってコンタクトガラス２８０に向かって搬送された原稿をコンタクトガラス２８０上の読取位置に搬送・停止させるとともに、コンタクトガラス２８０の下方に配設された本発明の画像読取装置（公知の露光ランプ２９０、ミラー３００、３０１、３０２、レンズ３５０、ＣＣＤ３６０等）４００により読み取りが終了した原稿をコンタクトガラス２８０から搬出する。給紙モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは複写機１０００から給紙スタート信号が入力されると、給紙モータを正・逆転駆動するようになっている。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ２０３０が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２８０に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ２０７０によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ２０７０からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。

また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７０が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト２０４０の駆動を停止して給送ベルト２０４０を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２８０の読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７０によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２８０に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ２０７０によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。そして、原稿がコンタクトガラス２８０の読取位置に停止したとき、複写機１０００によって原稿の読み取りおよび露光が行なわれる。この読み取りおよび露光が終了すると、コントローラには複写機１０００から信号が入力されるため、コントローラはこの信号が入力すると、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト２１６０によって原稿をコンタクトガラス２８０から排送ローラ２０５０に搬出する。

上記のように、ＡＤＦ２０１０にある原稿トレイ２０２０に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２８０上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット２５００によってコンタクトガラス２８０上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４０および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２０に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２８０上に給紙する。

第１トレイ２０８０、第２トレイ２０９０、第３トレイ２１００に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット２１１０、第２給紙ユニット２１２０、第３給紙ユニット２１３０によって給紙され、縦搬送ユニット２１４０によって感光体２１５０に当接する位置まで搬送される。画像読取装置４００にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット２５７０からのレーザによって感光体２１５０に書き込まれ、現像ユニット２２７０を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体２１５０の回転と等速で搬送ベルト２１６０によって搬送されながら、感光体２１５０上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット２１７０にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８０に搬送される。排紙ユニット２１８０に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ２１９０に排紙される。上記複写機１０００（画像形成装置）において、上述の各実施形態で説明した昇圧回路およびＬＥＤ駆動装置（光源駆動装置）、ならびに前述の画像読取装置が適用可能である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の各実施形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１０ 昇圧部
１１ インダクタ
１２ スイッチング素子
１４ コンデンサ
２０ 制御部
２１ 生成部
２２ 出力部
２３ コンパレータ
２４ 三角波生成回路
３０ 定電流回路
１００ 昇圧回路

特開２００６−１４９１５２号公報

Claims (16)

1. 駆動信号に応じてオンオフが切り替わるスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフ動作により入力電圧を昇圧する昇圧部と、
   前記入力電圧に応じて前記駆動信号を制御する制御部と、を備える、
   昇圧回路。
2. 前記制御部は、
   前記昇圧部からの出力電圧をフィードバックして、前記スイッチング素子がオンになる期間とオフになる期間との比を示すデューティ比を制御し、
   前記入力電圧に応じて前記スイッチング素子のスイッチング周波数が切り替わるように、前記駆動信号を制御する、
   請求項１の昇圧回路。
3. 前記制御部は、前記入力電圧が閾値よりも小さい場合は、前記入力電圧が前記閾値よりも高い場合に比べて、前記スイッチング素子のスイッチング周波数が高くなるように前記駆動信号を制御する、
   請求項２の昇圧回路。
4. 前記制御部は、
   前記入力電圧に応じた三角波信号を生成する生成部と、
   前記生成部で生成された三角波信号と、前記フィードバックされた出力との比較結果に応じて、前記駆動信号を生成して出力する出力部と、を含む、
   請求項２または請求項３の昇圧回路。
5. 前記生成部は、前記入力電圧が前記閾値よりも小さい場合は、前記入力電圧が前記閾値よりも大きい場合に比べて周波数が高い前記三角波信号を生成する、
   請求項４の昇圧回路。
6. 前記出力部は、前記三角波信号が前記フィードバックされた出力よりも大きい場合は、前記スイッチング素子をオンに遷移させる前記駆動信号を生成して出力する一方、前記三角波信号が前記フィードバックされた出力よりも小さい場合は、前記スイッチング素子をオフに遷移させる前記駆動信号を生成して出力する、
   請求項４の昇圧回路。
7. 前記生成部は、Ｖ／Ｆコンバータを含む、
   請求項４の昇圧回路。
8. 前記入力電圧を分圧して前記生成部へ入力する分圧部をさらに備える、
   請求項７の昇圧回路。
9. 定電流源と、
   複数の抵抗器と、
   前記入力電圧に応じて、前記複数の抵抗器の中から、前記定電流源に接続される抵抗器を少なくとも１つ選択する選択部と、を含み、前記Ｖ／Ｆコンバータに入力される電圧信号を生成する入力回路をさらに備え、
   前記入力回路で生成される前記電圧信号は、前記定電流源からの電流が流れる経路の抵抗値に比例した値となる、
   請求項７の昇圧回路。
10. 前記選択部は、前記入力電圧が小さいほど、前記経路の抵抗値が大きくなるように、前記定電流源に接続される抵抗器を少なくとも１つ選択する、
    請求項９の昇圧回路。
11. 前記入力電圧をアナログ値からデジタル値に変換する変換部をさらに備え、
    前記選択部は、前記変換部で変換されたデジタル値が入力されるマルチプレクサで構成され、入力されたデジタル値に応じて、前記定電流源に接続される抵抗を少なくとも１つ選択する、
    請求項１０の昇圧回路。
12. 前記選択部は、それぞれに、分圧された前記入力電圧が入力されるとともに、それぞれのオンオフに応じて、前記定電流源に接続される抵抗器を少なくとも１つ選択可能な複数のＦＥＴを含む、
    請求項１０の昇圧回路。
13. 前記選択部は、それぞれに、分圧された前記入力電圧が入力されるとともに、それぞれのオンオフに応じて、前記定電流源に接続される抵抗器を少なくとも１つ選択可能な複数のバイポーラトランジスタを含む、
    請求項１０の昇圧回路。
14. 請求項１乃至１３の昇圧回路を備える、
    光源駆動装置。
15. 請求項１４の光源駆動装置を備える、
    画像読取装置。
16. 請求項１５の画像読取装置を備える、
    画像形成装置。

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