JP2023142616A - 電源供給回路及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力化する。
【解決手段】画像形成装置１は、ＡＣ電圧を整流及び平滑して直流電圧に変換する電源整流部４８と、電源整流部４８から出力された直流電圧の電圧値を変換し制御部３２に供給するトランス４９と、基準電圧Ｖｋとトランス４９の出力電圧とを比較した結果に応じたフィードバック信号を出力する定電圧制御部５２と、フィードバック信号に基づいてスイッチング駆動信号を出力する発振制御部５３と、電源整流部４８から出力された直流電圧をスイッチング駆動信号に基づいてスイッチングで制御してトランス４９に印加するスイッチング部５０と、制御部３２から出力されたPowersave信号により、基準電圧Ｖｋを変更する電圧設定切替回路５８と、トランス４９から供給される直流電圧の電圧値を制御するPowersave信号を電源供給回路４７へ出力する制御部３２とを設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は電源供給回路及び画像形成装置に関し、例えば電子写真式の画像形成装置に適用して好適なものである。

従来、画像形成装置において、低消費モード時に、出力電圧を切り替える出力電圧切り替え手段を備えることにより、不必要な電力の浪費を無くし、消費電力を低減するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－９７７９２号公報

このような画像形成装置においては、より一層省電力化することが望まれている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、省電力化し得る電源供給回路及び画像形成装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の電源供給回路においては、商用電源からＡＣ電圧を供給される電源と、電源から直流電圧を供給される制御部とを設け、電源は、ＡＣ電圧を整流及び平滑して直流電圧に変換する電源整流部と、電源整流部から出力された直流電圧の電圧値を変換し制御部に供給するトランスと、基準電圧とトランスの出力電圧とを比較した結果に応じたフィードバック信号を出力する定電圧制御部と、フィードバック信号に基づいてスイッチング駆動信号を出力する発振制御部と、電源整流部から出力された直流電圧をスイッチング駆動信号に基づいてスイッチングで制御してトランスに印加するスイッチング部と、制御部から出力された制御信号により、基準電圧を変更する電圧設定切替部とを有し、制御部は、トランスから供給される直流電圧の電圧値を制御する制御信号を電源へ出力するようにした。

また本発明の画像形成装置においては、商用電源からＡＣ電圧を供給される電源と、電源から直流電圧を供給される制御部と、媒体に画像を形成する画像形成部とを設け、電源は、ＡＣ電圧を整流及び平滑して直流電圧に変換する電源整流部と、電源整流部から出力された直流電圧の電圧値を変換し制御部に供給するトランスと、基準電圧とトランスの出力電圧とを比較した結果に応じたフィードバック信号を出力する定電圧制御部と、フィードバック信号に基づいてスイッチング駆動信号を出力する発振制御部と、電源整流部から出力された直流電圧をスイッチング駆動信号に基づいてスイッチングで制御してトランスに印加するスイッチング部と、制御部から出力された制御信号により、基準電圧を変更する電圧設定切替部とを有し、制御部は、トランスから供給される直流電圧の電圧値を制御する制御信号を電源へ出力するようにした。

本発明は、省電力状態において給電すべき外部装置が接続されていない場合、該外部装置へ給電する電圧よりも低い電圧を維持した状態で省電力状態とすることができる。

本発明によれば、省電力化し得る電源供給回路及び画像形成装置を実現できる。

画像形成装置の外観構成を示す斜視図である。 画像形成装置の内部構成を示す左側面図である。 画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 電源供給回路の構成を示すブロック図である。 定電圧制御部及び発振制御部の構成を示す回路図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 制御部の動作を示すタイムチャートである。

以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。
［１．画像形成装置の構成］
図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、所謂ダイレクトタンデム方式のカラープリンタであり、略箱型の装置筐体２を有している。以下の画像形成装置１の説明においては、画像形成装置１のうち利用者が装置筐体２の正面に対峙する側を前側とし、その反対を後側とし、該前側に対峙した利用者から見て左及び右をそれぞれ左側及び右側とし、さらに上側及び下側を定義して説明する。画像形成装置１は、制御部３２（図３）により全体を統括制御する。

装置筐体２内の下側には、給紙部４が設けられている。給紙部４は、給紙カセット５、給紙ローラ６及びレジストローラ７等で構成されており、給紙ローラ６を回動させることより給紙カセット５から用紙Ｓを搬出し、給紙センサでその走行を検出してレジストローラ７まで搬送する。

また装置筐体２内には、用紙Ｓの表面に印刷対象のカラー画像を印刷するようにして印刷画像を形成するための画像形成部１１が設けられている。画像形成部１１は、印刷画像のそれぞれ異なる色成分であるブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）を表す静電潜像をトナーを用いて現像して印刷ジョブに対応するトナー画像を形成する４個の画像形成ユニット３（画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ及び３Ｃ）が、前側（上流側）から後側（下流側）へ順に並ぶように配設されている。画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ及び３Ｃは、静電潜像の現像に異なる色のトナーを用いることを除いて同様に構成されており、装置筐体２内の上端部に、前側から後側へ順に並び着脱可能に装着されている。画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ及び３Ｃは、印刷画像の形成時、感光ドラム１２を回転させながら、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド１３により感光ドラム１２の表面を露光して印刷画像の所定の色成分を表す静電潜像を形成すると共に、その静電潜像をトナーを用いて現像してトナー画像を形成する。このＬＥＤヘッド１３は、装置筐体２の上部に設けられたカバー８が閉じられた際に、現像装置１４に当接し、帯電された感光ドラム１２の表面を、印刷データに基づいて露光して静電潜像を形成する。

また画像形成部１１には、画像形成ユニット３Ｋの下から画像形成ユニット３Ｃの下に亘って、画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ及び３Ｃにより形成されたトナー画像を用紙Ｓの表面に転写する転写部１０が配置されている。転写部１０は、画像形成ユニット３Ｃの後斜め下及び画像形成ユニット３Ｋの前斜め下に、それぞれドライブローラ１５及びテンションローラ１６が回転可能に設けられている。また転写部１０は、ドライブローラ１５からテンションローラ１６に亘り、用紙Ｓをトナー画像の転写用に静電吸着して搬送する無端状の搬送ベルト９が張架されている。搬送ベルト９は、ドライブローラ１５の回転駆動によりベルト進行方向Ｄｂに沿って搬送される。

画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ及び３Ｃは、静電潜像の現像に用いるトナーの色が異なるだけで同一に構成されている。このため以下では、画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ及び３Ｃをまとめて画像形成ユニット３として説明する。画像形成ユニット３は、現像装置１４とトナーカートリッジ１７とを有している。現像装置１４は、略Ｊ字形状に形成されたケースを有し、供給ローラ１８、現像ローラ１９、感光ドラム１２、帯電ローラ２０及びクリーニング部２１が設けられている。供給ローラ１８は、トナーカートリッジ１７に収容されたトナーを現像ローラ１９側へ供給する。帯電ローラ２０は、感光ドラム１２の表面を一様に帯電する。現像ローラ１９は、トナーを帯電させ、感光ドラム１２上に形成された静電潜像上に静電的に付着させて、一定層厚のトナー画像を形成する。クリーニング部２１は、転写後に感光ドラム１２の表面に残留したトナーを除去する。感光ドラム１２は、静電潜像を担持し、また該静電潜像をトナーによって現像して得られるトナー画像を担持する。

また転写部１０において搬送ベルト９の内側には、４個の感光ドラム１２に対応する４個の転写ローラ２２が、前側から後側へ順に並び回転可能に設けられている。これにより転写部１０は、印刷画像の形成時、搬送ベルト９によって搬送される用紙Ｓを転写ローラ２２の表面の上側部分と、対応する４個の感光ドラム１２の表面の下側部分との間に順に挟み込みながら、該転写ローラ２２への転写バイアス電圧の印加により４個の感光ドラム１２の表面上のトナー画像を用紙Ｓの表面に転写する。

かかる構成において、画像形成ユニット３は、トナーカートリッジ１７から現像装置１４にトナーを供給する。続いて画像形成ユニット３は、感光ドラム１２を回転させながら、帯電ローラ２０により該感光ドラム１２の表面を一様に帯電させ、ＬＥＤヘッド１３により該感光ドラム１２の表面を印刷データに基づいて露光して静電潜像を形成する。続いて画像形成ユニット３は、現像バイアス電圧を現像ローラ１９に印加することにより、感光ドラム１２上に形成された静電潜像上に、供給ローラ１８により供給されたトナーを静電的に付着させてトナー画像を形成する。さらに画像形成ユニット３は、搬送ベルト９によって搬送される用紙Ｓを転写ローラ２２と感光ドラム１２との間に挟み込み、感光ドラム１２の表面上のトナー画像を用紙Ｓの表面に転写する。このようにして転写部１０は、用紙Ｓの表面に４色分のトナー画像を転写して、該トナー画像を転写した用紙Ｓを定着ユニット２３に引き渡す。

画像形成部１１には、転写部１０の後方に、トナー画像を用紙Ｓの表面に定着させる定着ユニット２３が配置されている。定着ユニット２３は、定着ユニット筐体２４のほぼ中央部に用紙Ｓを通すための用紙通路が形成され、定着ローラ２５が設けられている。この定着ローラ２５は、用紙通路の上側に回転可能に設けられた加熱ローラ２６と、用紙通路の下側に回転可能に設けられた加圧ローラ２７とにより構成されている。これにより定着ユニット２３は、印刷画像の形成時、転写部１０から表面にトナー画像が転写された用紙Ｓを用紙通路内に取り込んで、互いに逆回転している加熱ローラ２６及び加圧ローラ２７の間に挟み込む。そして定着ユニット２３は、その用紙Ｓを、互いに逆回転している加熱ローラ２６及び加圧ローラ２７の間で加熱しながら加圧することにより、該用紙Ｓの表面にトナー画像を定着させる。定着ユニット２３は、用紙Ｓの表面に４色分のトナー画像を定着させて印刷画像を形成し、該印刷画像を形成した用紙Ｓを、切替板２８を介して上方の排出ユニット部３０又は下方の両面印刷ユニット２９に受け渡す。

かかる構成において画像形成装置１は、給紙カセット５に収められた用紙Ｓを給紙部４により画像形成部１１に搬送する。画像形成部１１は、搬送ベルト９により用紙Ｓを搬送しながら、画像形成ユニット３の現像装置１４により用紙Ｓ上にトナーを転写する。用紙Ｓは、搬送ベルト９により定着ユニット２３に搬送される。定着ユニット２３は、用紙Ｓが通過する際、該用紙Ｓ上に載ったトナーを高温により用紙Ｓに定着させる。用紙Ｓは、切替板２８により搬送方向が切り替えられ、排出ユニット部３０へ搬送された後に用紙受渡部３１へ排出されるか、又は両面印刷ユニット２９へ搬送される。両面印刷ユニット２９へ搬送された用紙Ｓは、画像形成部１１へ再度搬送され用紙反対面の画像形成が行われ、定着ユニット２３を再度通過した後に用紙受渡部３１へ排出される。

［２．画像形成装置の制御構成］
図３に示すように、制御部３２は、ロジック系回路部（論理系回路部）３４と駆動系回路部３３とにより構成されている。ロジック系回路部３４は、主に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３５、ＲＡＭ（Random Access Memory）３６及びＲＯＭ（Read Only Memory）３７により構成されている。ＣＰＵ３５は、各種センサ３８及び操作基板３９が接続されていると共に、駆動系回路部３３の駆動回路４０が接続されており、該駆動回路４０に駆動制御のための信号を出力する。ＲＯＭ３７は、画像形成部１１（図２）における作像動作に関する制御プログラム（ソフトウェア）等の各種プログラムが格納されている。ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３７から必要なプログラムを読み出して、給紙部４及び画像形成部１１の動作を統括的に制御して作像動作を実行させる。ＲＡＭ３６は、ＣＰＵ３５が制御プログラムを実行する際の作業領域（ワークエリア）として使用される。このロジック系回路部３４において使用される直流電圧は、５［Ｖ］である。

駆動系回路部３３は、主に、駆動回路４０と、その駆動回路４０から出力される駆動信号により動作するアクチュエータ類４１とにより構成されている。アクチュエータ類４１は、給紙モータ４２、搬送モータ４３、ベルトモータ４４、定着モータ４５及び現像駆動モータ４６等により構成されている。このアクチュエータ類４１は、図２で説明した各構成部材を駆動する。この駆動系回路部３３において使用される駆動用直流電圧は、２４［Ｖ］である。

このように構成された制御部３２のロジック系回路部３４に供給される直流電圧５［Ｖ］である供給電圧Ｖｉｎと、駆動系回路部３３に供給される駆動用直流電圧２４［Ｖ］とは、後述する電源供給回路４７（図４）から供給される。

制御部３２は、時間の経過を計測するタイマ等の計時手段を備えており、電源投入時の初期動作や画像形成動作が終了した後に待機状態に移行させてから所定の時間が経過すると、待機状態からスリープ状態に移行させる。また制御部３２は、待機状態又はスリープ状態において上位装置や操作者の操作により印刷指示等の動作指示を受け付けると、画像形成装置１を動作状態へ移行させる。

動作状態においては、ロジック系回路部３４に供給電圧Ｖｉｎ（直流電圧５［Ｖ］）が、駆動系回路部３３に駆動用直流電圧２４［Ｖ］が、それぞれ電源供給回路４７から供給される。一方、待機状態又はスリープ状態においては、ロジック系回路部３４に供給電圧Ｖｉｎ（直流電圧５［Ｖ］以下）が電源供給回路４７から供給されるものの、駆動系回路部３３には駆動用直流電圧２４［Ｖ］が電源供給回路４７から供給されない。

ここで、動作状態とは、上位装置や操作者の操作により印刷指示等の動作指示を受け付けて画像形成装置１が動作を行っている状態である。また待機状態とは、画像形成装置１が、印刷等の動作を行っておらず、印刷データ等の動作指示を受信すれば、即時に印刷可能な状態で待機している状態である。さらにスリープ状態とは、画像形成装置１が、待機状態に移行してから所定の時間が経過しており、印刷データ等の動作指示を受信してから印刷動作を行うためには準備動作が必要な状態であり、待機状態よりも機能的に休止した状態である。

［３．電源供給回路の構成］
図４に示すように電源供給回路４７は、電源整流部４８、スイッチング部５０、２次整流部５１、定電圧制御部５２及び発振制御部５３により構成されている。

電源整流部４８は、外部から入力された商用電源である交流ＡＣ電圧を整流及び平滑する。スイッチング部５０は、電源整流部４８から出力された直流電圧をスイッチング動作によりスイッチングして、トランス４９の１次側（入力巻線側）に供給する。２次整流部５１は、トランス４９の２次側（出力巻線側）に誘起された矩形波を整流して、負荷装置である制御部３２に対して直流電圧を出力する。

定電圧制御部５２は、基準電圧Ｖｋと２次整流部５１の出力電圧とを比較し、その比較の結果に応じた制御信号（フィードバック信号）を発振制御部５３に出力する。また定電圧制御部５２は、電圧設定と位相補償の切り替えのため、制御部３２から出力されるPowersave信号と接続されている。

発振制御部５３は、定電圧制御部５２から出力された制御信号、すなわち２次整流部５１の出力電圧のフィードバック量に応じて、スイッチング部５０ヘスイッチング駆動信号を出力する。

スイッチング部５０は、発振制御部５３から出力されたスイッチング駆動信号に基づいて、電源整流部４８から出力された直流電圧をスイッチングする動作時間を変化させることにより、トランス４９の１次側に印加する電圧を変化させる。

また、電源供給回路４７は、フライバック方式回路であり、複数の電圧の出力を供給する形態の電源であるため、複数のフライバック回路が電源整流部４８と制御部３２とに接続している。このそれぞれのフライバック回路の直流電圧出力は、制御部３２のロジック系回路部３４及び駆動系回路部３３にそれぞれ供給されている。以降の説明において、駆動系回路部３３に供給される２４［Ｖ］の駆動用直流電圧に関する説明は省略する。

［４．定電圧制御部及び発振制御部の構成］
図５に示すように、定電圧制御部５２は、主に、基準電圧Ｖｋとなるシャントレギュレータ５４と、２次整流部５１の出力電圧から検出電圧Ｖｒｅｆを生成する電圧設定切替回路５８とにより構成されており、電圧設定切替回路５８による抵抗分圧により生成された検出電圧Ｖｒｅｆが比較電圧としてシャントレギュレータ５４のリファレンス端子に入力される。

シャントレギュレータ５４は、コントロール素子５９の動作の安定性と反応性のため、コンデンサ６１及び抵抗６２に接続されており、位相補償されている。このシャントレギュレータ５４には、フォトカプラ６４のフォトダイオード６４ａへ流れる電流を制限するための制限抵抗６３がフォトカプラ６４を介して直列に接続されている。

発振制御部５３は、主に、フォトカプラ６４のフォトトランジスタ６４ｂと、フォトトランジスタ６４ｂの出力をスイッチング部５０のゲート信号に変換するためのコントロール素子５９とにより構成されている。コントロール素子５９の出力は、制限抵抗６５を介してスイッチング部５０のＦＥＴ（Field Effect Transistor）６０へ接続されている。ここで、発振制御部５３は、スイッチング部５０のオン／オフの時間間隔を制御して、安定した出力電圧が得られるようにする要素である。

フォトカプラ６４のフォトダイオード６４ａに電流が供給されると、光によりフォトトランジスタ６４ｂのベースに電流が流れて、コレクタ端子からエミッタ端子へ電流が流れ、フォトカプラ６４はオンとなる。このようにフォトカプラ６４は、フォトダイオード６４ａへの電流の供給によりオン／オフが切り替られる。なおこのとき、フォトダイオード６４ａとフォトトランジスタ６４ｂとは互いに電気的に絶縁されている。このフォトカプラ６４には、フォトトランジスタ６４ｂへ流れる電流を制限するための制限抵抗６８が直列に接続されている。また発振制御部５３には、コントロール素子５９の動作の安定性のため、コンデンサ６６及び６７並びに抵抗６９が設けられている。

また、電圧設定切替回路５８は、分圧抵抗５５Ａ及び５５Ｂと、ＰＷＭ信号を平滑化し上述した検出電圧Ｖｒｅｆを調節する分圧抵抗５６Ａ及び５６Ｂ並びに平滑コンデンサ５７とから構成される。この電圧設定切替回路５８に、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）であるPowersave信号が制御部３２（図４）から入力される。ＰＷＭは、０［Ｖ］であるＬｏｗレベルとオープン出力であるＨｉｇｈレベルとを一定のＤｕｔｙで繰り返すパルス信号である。

画像形成装置１の起動時等において、Powersave信号がオープン出力を継続すると分圧抵抗５６Ｂには電流が流れないため、検出電圧Ｖｒｅｆは分圧抵抗５６Ａ、５５Ａ及び５５Ｂにより決定され、検出電圧Ｖｒｅｆが最も高い状態となる。この状態で、制御部３２への供給電圧Ｖｉｎには電圧値として５［Ｖ］が出力されるように設定されている。一方、ＰＷＭのＬｏｗレベルが継続すると、検出電圧Ｖｒｅｆは分圧抵抗５６Ａ、５５Ａ、５５Ｂ及び５６Ｂにより決定され、検出電圧Ｖｒｅｆが最も低い状態となる。この状態で、制御部３２への供給電圧Ｖｉｎには３．３［Ｖ］が出力されるように設定されている。

このような電圧設定切替回路５８により、制御部３２がPowersave信号におけるＰＷＭのＨｉｇｈレベルの割合（すなわちＤｕｔｙ）を減少させていくと検出電圧Ｖｒｅｆを徐々に低下させることが可能となる。このため、制御部３２がＰＷＭのＤｕｔｙを変化させることにより、制御部３２が給電される供給電圧Ｖｉｎを３．３［Ｖ］から５［Ｖ］まで変更可能となっている。ＰＷＭ信号のパルス周期は、供給電圧Ｖｉｎに発生するリップル電圧を低減させるために検出電圧Ｖｒｅｆを十分に平滑可能な周期（１０［ｋＨｚ］以上）であることが望ましい。

［５．制御部の構成］
図６に示すように、制御部３２は、電力が供給される配線である電源ゾーン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ及び７０Ｄを有しており、これら電源ゾーン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ及び７０Ｄが、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３により互いに電気的に分割されている。以下では、電源ゾーン７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ及び７０Ｄをまとめて電源ゾーン７０とも呼ぶ。

［５－１．電源ゾーン７０Ａの構成］
電源ゾーン７０Ａには、電圧検出素子ＩＣ１、スイッチＳＷ１及びサブＣＰＵ７２Ａが接続されている。また電源供給回路４７から給電される供給電圧Ｖｉｎは、電圧検出素子ＩＣ１、スイッチＳＷ１及びサブＣＰＵ７２Ａに供給されている。この電源ゾーン７０Ａは、電源電圧範囲として３．３［Ｖ］～５．２５［Ｖ］が設定されている。

電圧検出素子ＩＣ１は、リセットＩＣであり、サブＣＰＵ７２Ａと接続されており、電源ゾーン７０Ａの電圧の状態を検出し、検出結果をサブＣＰＵ７２Ａへ通知する。具体的に電圧検出素子ＩＣ１は、電源ゾーン７０Ａの電圧が３．３［Ｖ］を上回ると検出結果としてＨｉｇｈレベルを通知する一方、３．３［Ｖ］を下回ると検出結果としてＬｏｗレベルを通知する。

第１電源遮断スイッチとしてのスイッチＳＷ１は、サブＣＰＵ７２Ａと接続されており、電圧検出素子ＩＣ２の状態に応じてサブＣＰＵ７２Ａにより制御されることにより、電源ゾーン７０Ａから電源ゾーン７０Ｂへの電力の供給又は遮断を行う。

サブＣＰＵ７２Ａは、例えばマイコンにより構成されており、メインに制御を行うメインＣＰＵ７２Ｂに対し、省電力状態であるスリープ状態において限定されたサブの制御を行う。このサブＣＰＵ７２Ａは、動作電圧範囲が３．３［Ｖ］～５．２５［Ｖ］であり、少なくとも３．３［Ｖ］が供給されると動作する。またサブＣＰＵ７２Ａは、スイッチＳＷ１へ出力信号を送出することによりスイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦが可能となっている。さらにサブＣＰＵ７２Ａは、画像形成装置１のメインＣＰＵであるメインＣＰＵ７２Ｂと接続されており、電圧検出素子ＩＣ１及び電圧検出素子ＩＣ２からの通知に応じてPowersave信号を電源供給回路４７（図４）の定電圧制御部５２に送信する。

［５－２．電源ゾーン７０Ｂの構成］
電源ゾーン７０Ｂは、スイッチＳＷ１の下流側に接続されており、電圧検出素子ＩＣ２、スイッチＳＷ２及びＤＣＤＣコンバータ７４が接続されている。この電源ゾーン７０Ｂは、電源電圧範囲として３．８［Ｖ］～５．２５［Ｖ］が設定されている。

電圧検出素子ＩＣ２は、リセットＩＣであり、サブＣＰＵ７２Ａと接続されており、電源ゾーン７０Ｂの電圧の状態を検出し、検出結果をサブＣＰＵ７２Ａへ通知する。具体的に電圧検出素子ＩＣ２は、電源ゾーン７０Ｂの電圧が３．８［Ｖ］を上回ると検出結果としてＨｉｇｈレベルを通知する一方、３．８［Ｖ］を下回ると検出結果としてＬｏｗレベルを通知する。

第２電源遮断スイッチとしてのスイッチＳＷ２は、メインＣＰＵ７２Ｂと接続されており、電圧検出素子ＩＣ３の状態に応じてメインＣＰＵ７２Ｂにより制御されることにより、電源ゾーン７０Ｂから電源ゾーン７０Ｃへの電力の供給又は遮断を行う。

ＤＣＤＣコンバータ７４は、３．８［Ｖ］以上の電圧（例えば５［Ｖ］）を３．３［Ｖ］電圧に降圧することにより、メインＣＰＵ７２Ｂへ安定した３．３［Ｖ］の電力を供給する。

［５－３．電源ゾーン７０Ｃの構成］
電源ゾーン７０Ｃは、スイッチＳＷ２の下流側に接続されており、電圧検出素子ＩＣ３及びスイッチＳＷ３が接続されている。この電源ゾーン７０Ｃは、電源電圧範囲として４．５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］が設定されている。また電源ゾーン７０Ｃは、増設トレイ８４が接続可能となっている。増設トレイ８４は、電源ゾーン７０Ｃに接続されると、該電源ゾーン７０Ｃから給電が行われ、動作可能となる。

電圧検出素子ＩＣ３は、リセットＩＣであり、メインＣＰＵ７２Ｂと接続されており、電源ゾーン７０Ｃの電圧の状態を検出し、検出結果をメインＣＰＵ７２Ｂへ通知する。具体的に電圧検出素子ＩＣ３は、電源ゾーン７０Ｃの電圧が４．５［Ｖ］を上回ると検出結果としてＨｉｇｈレベルを通知する一方、４．５［Ｖ］を下回ると検出結果としてＬｏｗレベルを通知する。

スイッチＳＷ３は、メインＣＰＵ７２Ｂと接続されており、メインＣＰＵ７２Ｂにより制御されることにより、電源ゾーン７０Ｃから電源ゾーン７０Ｄへの電力の供給又は遮断を行う。

メインＣＰＵ７２Ｂは、例えばマイコンにより構成されており、画像形成装置１のメインＣＰＵである。このサブＣＰＵ７２は、動作電圧範囲が３．３±０．５［Ｖ］であり、３．３［Ｖ］が供給されると動作する。メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ２及びＳＷ３へ出力信号を送出することによりスイッチＳＷ２及びＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦが可能となっている。

増設トレイ８４は、動作電圧範囲が４．５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］であり、少なくとも４．５［Ｖ］が供給されることにより動作する。増設トレイ８４に電源ゾーン７０Ｃから給電されると、増設トレイ８４とメインＣＰＵ７２Ｂとの通信信号線（図示せず）で通信が行われる。メインＣＰＵ７２Ｂは、増設トレイ８４との通信が成立すると、増設トレイ８４が画像形成装置１に搭載されていることを検出可能である。

［５－４．電源ゾーン７０Ｄの構成］
電源ゾーン７０Ｄは、スイッチＳＷ３の下流側に接続されている。この電源ゾーン７０Ｄは、電源電圧範囲として４．７５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］が設定されている。電源ゾーン７０Ｄには、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０が設けられており、該ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０には、画像形成装置１から電力を供給してＵＳＢ（Universal Serial Bus）で通信することで動作する外部機器であるＵＳＢ機器（図示せず）が接続可能となっている。ＵＳＢ機器は、動作電圧範囲が４．７５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］であり、少なくとも４．７５［Ｖ］の電圧が供給されると動作する。このＵＳＢ機器は、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０に接続されると、電源ゾーン７０Ｄから給電が行われ、動作可能となる。ＵＳＢ機器に電源ゾーン７０Ｄから給電されると、ＵＳＢ機器とメインＣＰＵ７２Ｂとの通信信号線（図示せず）で通信が行われる。メインＣＰＵ７２Ｂは、ＵＳＢ機器との通信が成立すると、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０に外部機器が接続されていることを検出可能である。

また電源ゾーン７０Ｄには、画像形成装置１から電力を供給して動作するオプション機器としての無線ＬＡＮユニットであるＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）ユニット８２が接続可能となっている。ＷＬＡＮユニット８２は、動作電圧範囲が４．７５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］であり、少なくとも４．７５［Ｖ］の電圧が供給されると動作する。このＷＬＡＮユニット８２は、電源ゾーン７０Ｄに接続されると、電源ゾーン７０Ｄから給電が行われ、動作可能となる。ＷＬＡＮユニット８２に電源ゾーン７０Ｄから給電されると、ＷＬＡＮユニット８２とメインＣＰＵ７２Ｂとの通信信号線（図示せず）で通信が行われる。メインＣＰＵ７２Ｂは、ＷＬＡＮユニット８２との通信が成立すると、電源ゾーン７０ＤにＷＬＡＮユニット８２が接続されていることを検出可能である。

また、Ｈｏｓｔ ＰＣ（図示せず）等から電力供給を受けて動作する、画像形成装置１が電力を供給しないＵＳＢ Ｄｅｖｉｃｅ８６やＬＡＮユニット８８については、どの電源ゾーン７０にも接続されていない。

以下では、電圧検出素子ＩＣ１、ＩＣ２及びＩＣ３をまとめて電圧検出素子ＩＣとも呼び、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３をまとめて電源遮断スイッチとしてのスイッチＳＷとも呼ぶ。

［６．電源供給回路の動作］
かかる構成において、電源供給回路４７の動作を図４及び図５を用いて説明する。電源供給回路４７において、外部から入力された交流電圧（ＡＣ入力）は、電源整流部４８により整流及び平滑されて直流電圧としてスイッチング部５０へ出力される。スイッチング部５０は、定電圧制御部５２及び発振制御部５３の制御によりオン／オフされ、電源整流部４８の出力電圧をスイッチングしてトランス４９の１次側へ供給する。

トランス４９の２次側に誘起される矩形波は、２次整流部５１により直流電圧として整流及び平滑されて出力される。本実施の形態の場合、２次整流部５１から出力される供給電圧Ｖｉｎは５［Ｖ］であり、この供給電圧Ｖｉｎが制御部３２に供給される。また、２次整流部５１の出力電圧は、定電圧制御部５２にも印加される。

定電圧制御部５２は、常時一定な電圧を維持するためにシャントレギュレータ５４の基準電圧Ｖｋと電圧設定切替回路５８で決定される検出電圧Ｖｒｅｆとを比較して、２次整流部５１の出力電圧が基準電圧Ｖｋよりも高いか又は低い場合は、発振制御部５３にフィードバック信号を出力してスイッチング部５０のスイッチングのオン／オフ動作時間を調節する。

このように定電圧制御部５２は、２次整流部５１の出力電圧が基準電圧Ｖｋとなるように発振制御部５３へフィードバック信号を出力し、発振制御部５３は、そのフィードバック信号に基づいてスイッチング部５０のスイッチング動作のオン／オフ時間を制御することにより、２次整流部５１の出力電圧を常時一定の電圧にする。

［７．電源供給回路の動作］
図７に、本実施の形態における画像形成装置１の制御部３２の動作のタイムチャートを示す。まず、タイミングＴ１において画像形成装置１が起動する。このときサブＣＰＵ７２Ａ及びメインＣＰＵ７２Ｂは、電源供給回路４７から５［Ｖ］の供給電圧Ｖｉｎが給電され同時に起動する。電源供給回路４７に電力が供給されている状態で、画像形成装置１が起動すると、サブＣＰＵ７２Ａから出力されるPowersave信号はオープン出力になっているため、ＰＷＭ Ｄｕｔｙは１００［％］の状態であり、電源供給回路４７から制御部３２へ供給電圧Ｖｉｎとして５［Ｖ］の供給が開始される。画像形成装置１は、起動後は早急に印刷動作を開始したいため、スリープ状態とならずに、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを１００［％］とすることにより、供給電圧Ｖｉｎは最大電圧である５［Ｖ］出力を維持する。

印刷動作が完了し、所定時間経過又はスリープ状態への移行命令があると、画像形成装置１はスリープ状態へ移行する準備を開始する。スリープ状態への移行開始時に、まず、画像形成装置１は、駆動系回路部３３への２４［Ｖ］の供給を停止する。

次にメインＣＰＵ７２Ｂは、電源ゾーン７０Ｄに設定された電源電圧範囲が４．７５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］で動作するＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として電源ゾーン７０Ｄに接続されているか確認する。ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として電源ゾーン７０Ｄに接続されていることを検出した場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ３をＯＮのままとした状態でスリープ状態へ移行する。このため、増設機器が電源ゾーン７０Ｄに接続されている状態で画像形成装置１がスリープ状態へ移行すると、この増設機器は電源ゾーン７０Ｄから給電され続ける。これにより、スリープ状態においても増設機器は動作可能となる。

一方、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として接続されていることを検出できない場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２に電力を供給する必要はないと判断し、タイミングＴ２においてスイッチＳＷ３をＯＦＦにする。メインＣＰＵ７２ＢがスイッチＳＷ３をＯＦＦにすると、スイッチＳＷ３よりも下流側の電源ゾーン７０Ｄへの電力供給は遮断される。このため画像形成装置１は、電源電圧範囲が４．５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］に設定された電源ゾーン７０Ｃで必要な４．５［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎを低下させることができるようになる。

この場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ３をＯＦＦにした後、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを徐々に低下させるようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。ここで、ＰＷＭ Ｄｕｔｙの低下とは、Powersave信号の単位時間当たりの０［Ｖ］の時間を増やすことを意味する。ＰＷＭ Ｄｕｔｙが徐々に低下すると、供給電圧Ｖｉｎは徐々に低下する。供給電圧Ｖｉｎが徐々に低下し、タイミングＴ３において電圧検出素子ＩＣ３が４．５［Ｖ］を検出すると、電圧検出素子ＩＣ３は、所定の電圧である４．５［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎが低下したことをメインＣＰＵ７２Ｂに通知する。電圧検出素子ＩＣ３から通知を受けると、メインＣＰＵ７２Ｂは、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを維持するようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。

次にメインＣＰＵ７２Ｂは、電源ゾーン７０Ｃに設定された電源電圧範囲が４．５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］で駆動可能な増設トレイ８４が電源ゾーン７０Ｃに接続されているか確認する。増設トレイ８４が電源ゾーン７０Ｃに接続されていることを検出した場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ２をＯＮのままとした状態でスリープ状態へ移行する。このため、増設トレイ８４が電源ゾーン７０Ｃに接続されている状態で画像形成装置１がスリープ状態へ移行すると、この増設トレイ８４は電源ゾーン７０Ｃから給電され続ける。これにより、スリープ状態においても増設トレイ８４は動作可能となる。

一方、増設トレイ８４が接続されていることを検出できない場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、増設トレイ８４に電力を供給する必要はないと判断し、タイミングＴ４においてスイッチＳＷ２をＯＦＦにする。メインＣＰＵ７２ＢがスイッチＳＷ２をＯＦＦにすると、スイッチＳＷ２よりも下流側の電源ゾーン７０Ｃへの電力供給は遮断される。このため画像形成装置１は、電源電圧範囲が３．８［Ｖ］～５．２５［Ｖ］に設定された電源ゾーン７０Ｂで必要な３．８［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎを低下させることができるようになる。

この場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ２をＯＦＦにした後、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを徐々にさらに低下させるようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。供給電圧Ｖｉｎがさらに低下し、タイミングＴ５において電圧検出素子ＩＣ２が３．８［Ｖ］を検出すると、電圧検出素子ＩＣ２は、所定の電圧である３．８［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎが低下したことをメインＣＰＵ７２Ｂに通知する。電圧検出素子ＩＣ２から通知を受けると、メインＣＰＵ７２Ｂは、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを維持するようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。

ここで、メインＣＰＵ７２Ｂは３．３［Ｖ］で動作しており、そのメインＣＰＵ７２Ｂを３．８［Ｖ］～５［Ｖ］の供給電圧Ｖｉｎに基づき動作させるために、ＤＣＤＣコンバータ７４は、供給電圧Ｖｉｎを降圧させ３．３［Ｖ］を生成し、メインＣＰＵ７２Ｂに供給している。一般に、ＤＣＤＣコンバータ７４は、入力された電圧を降圧させ出力するため、ＤＣＤＣコンバータ７４の出力電圧よりも、コンバータＩＣに内蔵されるスイッチングダイオードの少なくとも順方向電圧分は高い電圧が入力される必要がある。そのため、電源ゾーン７０Ｂには、メインＣＰＵ７２Ｂで必要な３．３［Ｖ］を生成するよりも高い電圧が必要となる。このため、本実施の形態においては、電源ゾーン７０Ｂでは電源電圧範囲として３．８［Ｖ］～５．２５［Ｖ］が必要と設定されている。

次に、メインＣＰＵ７２Ｂは、メインＣＰＵ７２Ｂ自身の電源を遮断できるか確認する。画像形成装置１として最も電力を削減できる、スイッチＳＷ１を遮断しメインＣＰＵ７２Ｂの電源を遮断するオフモードへ移行するためには、画像形成装置１は、電源スイッチを監視する等の限られた最低限の機能以外を停止させるため、例えばＲＡＭ３６（図３）上に展開されていた一時情報をＲＯＭ３７へバックアップする処理等を完了させる必要がある。メインＣＰＵ７２Ｂは、オフモードへの移行処理が完了すると、スイッチＳＷ１をＯＦＦするようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。

タイミングＴ６においてサブＣＰＵ７２ＡがスイッチＳＷ１をＯＦＦにすると、スイッチＳＷ１よりも下流側の電源ゾーン７０Ｂへの電力供給は遮断される。このため画像形成装置１は、電源電圧範囲が３．３［Ｖ］～５．２５［Ｖ］に設定された電源ゾーン７０Ａで必要な３．３［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎを低下させることができるようになる。

この場合、サブＣＰＵ７２Ａは、スイッチＳＷ１をＯＦＦにした後、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを０［％］まで徐々にさらに低下させる。供給電圧Ｖｉｎがさらに低下し、タイミングＴ７において電圧検出素子ＩＣ１が３．３［Ｖ］を検出すると、電圧検出素子ＩＣ１は、所定の電圧である３．３［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎが低下したことをサブＣＰＵ７２Ａに通知する。このとき、ＰＷＭ Ｄｕｔｙは０［％］となる。

サブＣＰＵ７２Ａは、画像形成装置１の電源ＯＮを監視し、画像形成装置１が再起動し電源ＯＮとなるまで、オフモードを継続する。図示しないパワーオン信号の変化を取得することにより、画像形成装置１が再起動したことをサブＣＰＵ７２Ａが検知すると、タイミングＴ８においてサブＣＰＵ７２Ａは、スイッチＳＷ１をＯＮにする。サブＣＰＵ７２ＡがスイッチＳＷ１をＯＮにすると、スイッチＳＷ１よりも下流側の電源ゾーン７０Ｂへの電力供給が開始される。

サブＣＰＵ７２Ａは、スイッチＳＷ１をＯＮにした後、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを徐々に上昇させる。サブＣＰＵ７２Ａは、ＰＷＭ Ｄｕｔｙをいきなり１００［％］に設定するのではなくPowersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを徐々に上昇させる。ＰＷＭ Ｄｕｔｙが徐々に上昇すると、供給電圧Ｖｉｎは徐々に上昇する。供給電圧Ｖｉｎが徐々に上昇し、タイミングＴ９において電圧検出素子ＩＣ２が３．８［Ｖ］を検出すると、電圧検出素子ＩＣ１は、所定の電圧である３．８［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎが上昇したことをサブＣＰＵ７２Ａに通知する。電圧検出素子ＩＣ１から通知を受けると、サブＣＰＵ７２Ａは、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを維持しつつ、メインＣＰＵ７２Ｂが起動したことを確認するためにメインＣＰＵ７２Ｂと通信を開始する。

サブＣＰＵ７２Ａと通信が可能になると、タイミングＴ１０においてメインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ２をＯＮにする。メインＣＰＵ７２ＢがスイッチＳＷ２をＯＮにすると、スイッチＳＷ２よりも下流側の電源ゾーン７０Ｃへの電力供給が開始される。

メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ２をＯＮにした後、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを徐々に上昇させるようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。供給電圧Ｖｉｎがさらに上昇し、タイミングＴ１１において電圧検出素子ＩＣ２が４．５［Ｖ］を検出すると、電圧検出素子ＩＣ２は、所定の電圧である４．５［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎが上昇したことをサブＣＰＵ７２Ａに通知する。電圧検出素子ＩＣ２から通知を受けると、サブＣＰＵ７２Ａは、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを維持する。

次にメインＣＰＵ７２Ｂは、電源ゾーン７０Ｃに設定された電源電圧範囲が４．５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］で駆動可能な増設トレイ８４が電源ゾーン７０Ｃに接続されているか確認する。

続いてタイミングＴ１２においてメインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ３をＯＮにする。メインＣＰＵ７２ＢがスイッチＳＷ３をＯＮにすると、スイッチＳＷ３よりも下流側の電源ゾーン７０Ｄへの電力供給が開始される。

メインＣＰＵ７２Ｂは、スイッチＳＷ３をＯＮにした後、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを１００［％］まで徐々に上昇させるようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。供給電圧Ｖｉｎがさらに上昇し、タイミングＴ１３において電圧検出素子ＩＣ３が５．０［Ｖ］を検出すると、電圧検出素子ＩＣ３は、所定の電圧である５．０［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎが上昇したことをメインＣＰＵ７２Ｂに通知する。このとき、ＰＷＭ Ｄｕｔｙは１００［％］となる。電圧検出素子ＩＣ３から通知を受けると、メインＣＰＵ７２Ｂは、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを維持するようサブＣＰＵ７２Ａに指示する。

次にメインＣＰＵ７２Ｂは、電源ゾーン７０Ｄに設定された電源電圧範囲が４．７５［Ｖ］～５．２５［Ｖ］で動作しているＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として電源ゾーン７０Ｄに接続されているか確認する。

その後、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として接続されていることを検出できない場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２に電力を供給する必要はないと判断し、スイッチＳＷ３をＯＦＦにする。メインＣＰＵ７２ＢがスイッチＳＷ３をＯＦＦにすると、スイッチＳＷ３よりも下流側の電源ゾーン７０Ｄへの電力供給は遮断される。これにより、電源ゾーン７０Ｄに増設機器が接続された際に、プラグアンドプレイのように接続されただけで増設機器をメインＣＰＵ７２Ｂが認識することはできなくなるものの、スリープ状態における消費電力を削減できる。

また、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として接続されていることを検出できなく、且つ、増設トレイ８４が接続されていることを検出できない場合、メインＣＰＵ７２Ｂは、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０、ＷＬＡＮユニット８２や増設トレイ８４に電力を供給する必要はないと判断し、スイッチＳＷ３に加えてスイッチＳＷ２をＯＦＦにする。メインＣＰＵ７２ＢがスイッチＳＷ２をＯＦＦにすると、スイッチＳＷ２よりも下流側の電源ゾーン７０Ｃ及び７０Ｄへの電力供給は遮断される。これにより、電源ゾーン７０Ｃ又は７０Ｄに増設トレイ８４又は増設機器が接続された際に、プラグアンドプレイのように接続されただけで増設トレイ８４又は増設機器をメインＣＰＵ７２Ｂが認識することはできなくなるものの、スリープ状態における消費電力を削減できる。

［８．効果等］
ここで、省電力状態であるスリープ状態における電源からの出力電圧である待機電圧は、降圧時の損失を少なくするために、画像形成装置に接続されるＵＳＢ機器で使用される５［Ｖ］とするのが一般的である。この５［Ｖ］の出力は、ＵＳＢ ＩＦで使用されるため広く使用されているが、ＣＰＵを含む画像形成装置内部のＩＣの、スリープ状態における消費電力をさらに減らすために、５［Ｖ］からＤＣＤＣコンバータ等で３．３［Ｖ］等へさらに降圧されて使用される。画像形成装置単体ではスリープ状態の待機電圧はＣＰＵだけであれば３．３［Ｖ］で十分であるが、待機電圧が３．３［Ｖ］に降圧されてしまうと、例えば、画像形成装置に接続されＵＳＢのバスパワー５［Ｖ］で動作する無線ＬＡＮユニットは、動作電圧範囲を満足できなくなる。よって、スリープ状態において無線ＬＡＮユニットは動作しなくなるため、スリープ状態において無線ＬＡＮユニットが操作されても、画像形成装置はスリープ状態から復帰しなくなる。このため、画像形成装置に接続された外部装置である無線ＬＡＮユニットが、画像形成装置のスリープ状態からの復帰要因として機能しなくなってしまう。このため、ＵＳＢ機器が接続される画像形成装置においては、外部装置が接続されていない状態であっても、スリープ状態において駆動電圧である５［Ｖ］を待機電圧として維持していたため、さらなる省電力化が求められていた。

これに対し画像形成装置１は、スリープ状態へ移行する際に、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２等の増設機器や増設トレイ８４等からなる外部装置が接続されているか否かを確認し、何れも接続されていない場合は、スリープ状態においてそれら外部装置に電力を供給する必要はないと判断するようにした。続いて画像形成装置１は、スイッチＳＷ２及びＳＷ３をＯＦＦにしてスリープ状態における外部装置への給電を遮断すると共に、制御部３２から定電圧制御部５２の電圧設定切替回路５８へ供給するPowersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを０［％］とし、電源供給回路４７から制御部３２へ供給される供給電圧Ｖｉｎの電圧値を５［Ｖ］から３．３［Ｖ］へ降圧するようにした。

このため画像形成装置１は、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２等の増設機器や増設トレイ８４等の外部装置が接続されていない状態においてスリープ状態へ移行する際に、外部装置への給電を遮断すると共に、供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］から３．３［Ｖ］へ降圧させた状態とすることができる。これにより画像形成装置１は、スリープ状態において供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］のまま維持する場合と比較して、スリープ状態における消費電力を低減させることができる。

一方、画像形成装置１は、スリープ状態へ移行する際に、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２等の増設機器が接続されている場合は、スイッチＳＷ３はＯＮのままにし供給電圧Ｖｉｎは５［Ｖ］を保ち、スリープ状態においてそれら増設機器に５［Ｖ］の供給電圧Ｖｉｎを給電し続けるようにした。このため画像形成装置１は、スリープ状態においても、接続されている増設機器が動作可能な状態とし、これら増設機器への操作を起因として、スリープ状態から待機状態又は動作状態へ復帰することができる。

また一方、画像形成装置１は、スリープ状態へ移行する際に、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２等の増設機器は接続されていないものの、増設トレイ８４が接続されている場合は、スイッチＳＷ３はＯＦＦにする一方スイッチＳＷ２はＯＮのままにし、供給電圧Ｖｉｎは４．５［Ｖ］へ降圧し、スリープ状態において増設機器への給電は遮断するものの増設トレイ８４に４．５［Ｖ］の供給電圧Ｖｉｎを給電し続けるようにした。

このため画像形成装置１は、スリープ状態においても、接続されている増設トレイ８４が動作可能な状態とし、増設トレイ８４への操作を起因として、スリープ状態から待機状態又は動作状態へ復帰することができる。また画像形成装置１は、接続されていない増設機器への給電を遮断すると共に供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］から４．５［Ｖ］へ降圧させた状態とすることができ、スリープ状態において供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］のまま維持する場合と比較して、スリープ状態における消費電力を低減させることができる。

このように画像形成装置１は、外部装置の接続状態に応じて、スリープ状態においてどの外部装置が操作された際にスリープ状態から復帰するか（すなわち復帰要因となる接続オプション）に合わせて、選択的に供給電圧Ｖｉｎを低下させることができる。このため画像形成装置１は、接続されている外部装置に応じて、選択的に供給電圧Ｖｉｎを設定でき、よりきめ細かく選択的にスリープ状態における消費電力を低減できる。

また画像形成装置１は、スリープ状態へ移行する際に、供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］から３．３［Ｖ］まで一気に低下させずに、ＯＦＦにするスイッチＳＷを切り替えつつ供給電圧Ｖｉｎを徐々に低下させるようにした。それと共に画像形成装置１は、スリープ状態から復帰する際に、供給電圧Ｖｉｎを３．３［Ｖ］から５［Ｖ］まで一気に上昇させずに、ＯＮにするスイッチＳＷを切り替えつつ供給電圧Ｖｉｎを徐々に上昇させるようにした。このため画像形成装置１は、電源ゾーン７０毎に、故障個所を特定することを容易にできる。

また画像形成装置１は、スリープ状態から復帰するとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３をＯＮにする際に、該スイッチＳＷよりも下流側の機器の動作電圧範囲内の必要最低限の供給電圧Ｖｉｎの状態でＯＮにするため、一気に５［Ｖ］を印加する場合と比較して、突入電流を抑制できる。

ここで、トランス４９から制御部３２へ供給する電圧を、５［Ｖ］、４．５［Ｖ］、３．８［Ｖ］及び３．３［Ｖ］の４種類予め生成し、画像形成装置１がスリープ状態へ移行する際に、５［Ｖ］、４．５［Ｖ］及び３．８［Ｖ］の電圧の制御部３２への供給を順次遮断することも考えられる。しかしながらその場合、回路構成が複雑化すると共に大型化してしまう。

これに対し画像形成装置１は、トランス４９から制御部３２へ供給する電圧を、２４［Ｖ］を除くと５［Ｖ］の１種類だけ生成し、スリープ状態へ移行する際は、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを制御することにより、供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］から、４．５［Ｖ］、３．８［Ｖ］及び３．３［Ｖ］へ順次低下させるようにした。このため画像形成装置１は、回路構成が複雑化及び大型化してしまうことを防止しつつ、ＰＷＭ Ｄｕｔｙが１００［％］のときに５［Ｖ］となる電圧に基づき複数の供給電圧Ｖｉｎを生成し、供給電圧Ｖｉｎを選択的に低下させることができる。

以上の構成によれば画像形成装置１は、商用電源からＡＣ電圧を供給される電源供給回路４７と、電源供給回路４７から直流電圧である供給電圧Ｖｉｎを供給される制御部３２と、媒体に画像を形成する画像形成部１１とを設け、電源供給回路４７は、ＡＣ電圧を整流及び平滑して直流電圧に変換する電源整流部４８と、電源整流部４８から出力された直流電圧の電圧値を変換し制御部３２に供給するトランス４９と、基準電圧Ｖｋとトランス４９の出力電圧とを比較した結果に応じたフィードバック信号を出力する定電圧制御部５２と、フィードバック信号に基づいてスイッチング駆動信号を出力する発振制御部５３と、電源整流部４８から出力された直流電圧をスイッチング駆動信号に基づいてスイッチングで制御してトランス４９に印加するスイッチング部５０と、制御部３２から出力された制御信号としてのPowersave信号により、基準電圧Ｖｋを変更する電圧設定切替回路５８とを有し、制御部３２は、トランス４９から供給される直流電圧の電圧値を制御するPowersave信号を電源供給回路４７へ出力するようにした。

これにより画像形成装置１は、スリープ状態において給電すべき外部装置が接続されていない場合、該外部装置へ給電する電圧よりも低い電圧を維持した状態でスリープ状態とすることができる。

［９．他の実施の形態］
なお上述した実施の形態において画像形成装置１は、制御部３２に電圧検出素子ＩＣ１を搭載して電圧検出素子ＩＣ１を電源ゾーン７０Ａに接続し、サブＣＰＵ７２Ａの電源電圧（すなわち供給電圧Ｖｉｎ）をサブＣＰＵ７２Ａの動作電圧範囲（３．３［Ｖ］）未満としないようにする場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置１は、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙが最も小さいときである０［％］の場合において供給電圧ＶｉｎがサブＣＰＵ７２Ａの動作電圧範囲（３．３［Ｖ］）未満とならず、サブＣＰＵ７２Ａの電源電圧の動作電圧範囲を満足できる場合、制御部３２に電圧検出素子ＩＣ１を搭載しなくても良い。

また、供給電圧ＶｉｎとPowersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙとには線形関係があるため、画像形成装置１は、Powersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙが１００［％］の場合において電圧検出素子ＩＣ２で検出した供給電圧Ｖｉｎが５［Ｖ］であることと、電圧検出素子ＩＣ２で検出した供給電圧Ｖｉｎが例えば３．８［Ｖ］のときのPowersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙとに基づき、供給電圧Ｖｉｎが３．３［Ｖ］のときのPowersave信号のＰＷＭ Ｄｕｔｙを算出し、供給電圧Ｖｉｎを３．３［Ｖ］とするときは、算出したＰＷＭ Ｄｕｔｙに設定するようにしても良い。その場合も画像形成装置１は、制御部３２に電圧検出素子ＩＣ１を搭載しなくても良くできる。

さらに上述した実施の形態において画像形成装置１は、電圧検出素子ＩＣ１、ＩＣ２及びＩＣ３をリセットＩＣにより構成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置１は、所定の電圧を所定の検出精度で検出可能である場合、電圧検出素子をツェナーダイオード等、他の種々の素子により構成しても良い。

さらに上述した実施の形態において画像形成装置１は、タイミングＴ１（図７）において、サブＣＰＵ７２Ａ及びメインＣＰＵ７２Ｂに電源供給回路４７から５［Ｖ］の供給電圧Ｖｉｎを給電し同時に起動させる場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置１は、ＡＣケーブルが刺された直後を必ずオフモードとすれば、タイミングＴ１（図７）における画像形成装置１の起動時であっても、タイミングＴ８で示したオフモードからの復帰手順と同様の手順で徐々に供給電圧Ｖｉｎを上昇させることができ、突入電流を抑制できる。

さらに上述した実施の形態において画像形成装置１は、Powersave信号をＰＷＭ信号とする場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置１は、スイッチング部５０を制御してトランス４９の１次側に印加される電圧を変化させ、供給電圧Ｖｉｎを制御できれば、Powersave信号をアナログ信号等、他の種々の信号としても良い。但し、例えばPowersave信号をアナログ信号とした場合、供給電圧Ｖｉｎに応じてPowersave信号のＨｉｇｈレベルが変化してしまい制御が複雑化してしまうため、Powersave信号を、０［Ｖ］であるＬｏｗレベルとオープン出力であるＨｉｇｈレベルとを繰り返すＰＷＭ信号とすると、画像形成装置１は、制御を容易にすることができる。

さらに上述した実施の形態において画像形成装置１は、スリープ状態からの再起動後に、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として接続されていることを検出できない場合、スイッチＳＷ３をＯＦＦにする場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置１は、ユーザが増設機器の接続をメニュー等で確認するときだけスイッチＳＷ３をＯＮにしても良い。その場合、増設機器が接続されていない場合に常時スイッチＳＷ３をＯＦＦにする場合と比較して、消費電力は僅かに増加するものの、増設機器が接続されていない場合に常時スイッチＳＷ３をＯＮにする場合と比較して、消費電力を削減できると共に、電源ゾーン７０Ｄに接続された増設機器をメインＣＰＵ７２Ｂが認識できる。ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として接続されていることを検出できなく、且つ、増設トレイ８４が接続されていることを検出できない場合における、スイッチＳＷ２及びＳＷ３の制御についても同様である。

さらに、画像形成装置１は、任意の時間間隔（例えば１分毎に１回）でスイッチＳＷ３をＯＮにしても良い。その場合、増設機器が接続されていない場合に常時スイッチＳＷ３をＯＦＦにする場合と比較して、消費電力は僅かに増加するものの、増設機器が接続されていない場合に常時スイッチＳＷ３をＯＮにする場合と比較して、消費電力を削減できると共に、電源ゾーン７０Ｄに接続された増設機器をメインＣＰＵ７２Ｂが認識できる。ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０やＷＬＡＮユニット８２が増設機器として接続されていることを検出できなく、且つ、増設トレイ８４が接続されていることを検出できない場合における、スイッチＳＷ２及びＳＷ３の制御についても同様である。

さらに上述した実施の形態において画像形成装置１は、３つの電圧検出素子ＩＣ１、ＩＣ２及びＩＣ３と、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３とを制御部３２に設ける場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置１は、制御部３２において検出する供給電圧Ｖｉｎの電圧値に応じて、他の種々の個数の電圧検出素子ＩＣとスイッチＳＷとを制御部３２に設けても良い。その場合、例えば、電圧検出素子ＩＣ３と並列に電圧検出素子ＩＣを追加し、例えば増設トレイ８４の動作電圧範囲がメインＣＰＵ７２Ｂよりも高い場合、その電圧を基準として、ＰＷＭ Ｄｕｔｙを設定しても良い。

さらに上述した実施の形態において画像形成装置１は、ＵＳＢ Ｈｏｓｔ８０、ＷＬＡＮユニット８２や増設トレイ８４等の外部装置が制御部３２に接続されていることを検出できない場合、サブＣＰＵ７２Ａの動作電圧範囲である３．３［Ｖ］～５．２５［Ｖ］のうち、最も電圧値が低い３．３［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎを低下させる場合について述べた。本発明はこれに限らず、動作電圧範囲内のうち最下限の３．３［Ｖ］よりも上の、例えば３．４［Ｖ］まで供給電圧Ｖｉｎを低下させる等、動作電圧範囲内のうち他の種々の電圧値まで供給電圧Ｖｉｎを低下させても良い。その場合、供給電圧Ｖｉｎを３．３［Ｖ］まで低下させる場合よりはスリープ状態の消費電力は増加するものの、供給電圧Ｖｉｎを５［Ｖ］のままとするよりはスリープ状態の消費電力を低減できる。供給電圧Ｖｉｎを３．８［Ｖ］まで低下させる場合と、４．５［Ｖ］まで低下させる場合とにおいても同様である。

さらに上述した実施の形態においては、画像形成装置１に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばファクシミリ、ＭＦＰ（MultiFunction Printer：複合機）、複写機等、省電力状態を有する種々の機器に本発明を適用しても良い。

さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態にも本発明の適用範囲が及ぶものである。また、本発明は、上述した各実施の形態及び上述した他の実施の形態のうち任意の実施の形態に記載された構成の一部を抽出し、上述した実施の形態及び他の実施の形態のうちの任意の実施の形態の構成の一部と置換・転用する場合や、該抽出された構成の一部を任意の実施の形態に追加する場合にも本発明の適用範囲が及ぶものである。

さらに上述した実施の形態においては、電源としての電源供給回路４７と、制御部としての制御部３２と、画像形成部としての画像形成部１１とによって、画像形成装置としての画像形成装置１を構成し、電源は、電源整流部としての電源整流部４８と、トランスとしてのトランス４９と、定電圧制御部としての定電圧制御部５２と、発振制御部としての発振制御部５３と、スイッチング部としてのスイッチング部５０と、電圧設定切替部としての電圧設定切替回路５８とを有する場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる電源と、制御部と、画像形成部とによって、画像形成装置を構成し、電源は、その他種々の構成でなる電源整流部と、トランスと、定電圧制御部と、発振制御部と、スイッチング部と、電圧設定切替部とを有しても良い。

本発明は、省電力状態を有する種々の機器で利用できる。

１……画像形成装置、２……装置筐体、３……画像形成ユニット、４……給紙部、５……給紙カセット、６……給紙ローラ、７……レジストローラ、８……カバー、９……搬送ベルト、１０……転写部、１１……画像形成部、１２……感光ドラム、１３……ＬＥＤヘッド、１４……現像装置、１５……ドライブローラ、１６……テンションローラ、１７……トナーカートリッジ、１８……供給ローラ、１９……現像ローラ、２０……帯電ローラ、２１……クリーニング部、２２……転写ローラ、２３……定着ユニット、２４……定着ユニット筐体、２５……定着ローラ、２６……加熱ローラ、２７……加圧ローラ、２８……切替板、２９……両面印刷ユニット、３０……排出ユニット部、３１……用紙受渡部、Ｓ……用紙、３２……制御部、３３……駆動系回路部、３４……ロジック系回路部、３５……ＣＰＵ、３６……ＲＡＭ、３７……ＲＯＭ、３８……各種センサ、３９……操作基板、４０……駆動回路、４１……アクチュエータ類、４２……給紙モータ、４３……搬送モータ、４４……ベルトモータ、４５……定着モータ、４６……現像駆動モータ、４７……電源供給回路、４８……電源整流部、４９……トランス、５０……スイッチング部、５１……２次整流部、５２……定電圧制御部、５３……発振制御部、５４……シャントレギュレータ、５５Ａ、５５Ｂ、５６Ａ、５６Ｂ……分圧抵抗、５７……平滑コンデンサ、５８……電圧設定切替回路、５９……コントロール素子、６０……ＦＥＴ、６１……コンデンサ、６２……抵抗、６３……制限抵抗、６４……フォトカプラ、６４ａ……フォトダイオード、６４ｂ……フォトトランジスタ、６５、６８……制限抵抗、６６、６７……コンデンサ、６９……抵抗、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ……電源ゾーン、ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３……電圧検出素子、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３……スイッチ、７２Ａ……サブＣＰＵ、７２Ｂ……メインＣＰＵ、７４……ＤＣＤＣコンバータ、８０……ＵＳＢ Ｈｏｓｔ、８２……ＷＬＡＮユニット、８４……増設トレイ、８６……ＵＳＢ Ｄｅｖｉｃｅ、８８……ＬＡＮユニット、Ｖｉｎ……供給電圧、Ｖｋ……基準電圧、Ｖｒｅｆ……検出電圧。

Claims (9)

1. 商用電源からＡＣ電圧を供給される電源と、
   前記電源から直流電圧を供給される制御部と
   を備え、
   前記電源は、
   前記ＡＣ電圧を整流及び平滑して直流電圧に変換する電源整流部と、
   前記電源整流部から出力された前記直流電圧の電圧値を変換し前記制御部に供給するトランスと、
   基準電圧と前記トランスの出力電圧とを比較した結果に応じたフィードバック信号を出力する定電圧制御部と、
   前記フィードバック信号に基づいてスイッチング駆動信号を出力する発振制御部と、
   前記電源整流部から出力された前記直流電圧を前記スイッチング駆動信号に基づいてスイッチングで制御して前記トランスに印加するスイッチング部と、
   前記制御部から出力された制御信号により、前記基準電圧を変更する電圧設定切替部と
   を有し、
   前記制御部は、
   前記トランスから供給される前記直流電圧の電圧値を制御する前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする電源供給回路。
2. 前記制御部は、
   前記制御部への外部装置の接続状態を検出し、前記外部装置の接続状態に応じて、前記トランスから供給される前記直流電圧である供給電圧の電圧値を低下させるように制御する前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給回路。
3. 前記制御部は、
   前記制御部に接続される前記外部装置の複数の動作電圧範囲毎に設けられ前記外部装置への前記供給電圧の遮断及び供給を切り替える複数の電源遮断スイッチ
   をさらに有し、
   省電力状態へ移行する際、前記制御部に接続されている前記外部装置の動作電圧範囲に応じた前記電源遮断スイッチのＯＮを維持することにより、前記制御部に接続されている前記外部装置への前記供給電圧の供給を維持する一方、前記制御部に接続されていない前記外部装置の動作電圧範囲に応じた前記電源遮断スイッチをＯＦＦにすることにより、前記制御部に接続されていない前記外部装置への前記供給電圧の供給を遮断すると共に、前記トランスから供給される前記直流電圧の電圧値を、前記電源遮断スイッチのＯＮを維持する動作電圧範囲に応じた電圧値まで低下させるように制御する前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電源供給回路。
4. 前記制御部は、
   前記トランスから供給される前記直流電圧の電圧値を、前記電源遮断スイッチのＯＮを維持する動作電圧範囲のうち最も低い電圧値まで低下させるように制御する前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源供給回路。
5. 前記制御部は、
   前記外部装置が接続され、前記電源遮断スイッチを制御し、前記省電力状態において前記供給電圧が遮断され動作しなくなるメインＣＰＵと、
   前記省電力状態において、前記メインＣＰＵへ前記外部装置が接続されているときの前記供給電圧の電圧値よりも低い電圧値の前記供給電圧が供給されて動作し、前記省電力状態へ移行する際に前記電源遮断スイッチを制御し前記メインＣＰＵへの前記供給電圧の供給を遮断するサブＣＰＵと
   を有することを特徴とする請求項３に記載の電源供給回路。
6. 前記制御部は、
   前記動作電圧範囲毎に設けられ前記供給電圧を検出する電圧検出素子
   をさらに有し、
   前記省電力状態へ移行する際、前記電源遮断スイッチである第２電源遮断スイッチをＯＦＦにすることにより、該第２電源遮断スイッチよりも下流側への前記供給電圧の供給を遮断してから、前記供給電圧を徐々に低下させる前記制御信号を前記電源へ出力し、前記電圧検出素子の検出結果により前記供給電圧が所定の動作電圧まで低下したことを検知すると、前記第２電源遮断スイッチよりも上流側の前記電源遮断スイッチである第１電源遮断スイッチをＯＦＦにすることにより、該第１電源遮断スイッチよりも下流側への前記供給電圧の供給を遮断してから、前記供給電圧を徐々に低下させる前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源供給回路。
7. 前記制御部は、
   前記動作電圧範囲毎に設けられ前記供給電圧を検出する電圧検出素子
   をさらに有し、
   前記省電力状態から復帰する際、前記電源遮断スイッチである第１電源遮断スイッチをＯＮにすることにより、該第１電源遮断スイッチよりも下流側の前記電源遮断スイッチである第２電源遮断スイッチまで前記供給電圧を供給してから、前記供給電圧を徐々に上昇させる前記制御信号を前記電源へ出力し、前記電圧検出素子の検出結果により前記供給電圧が所定の動作電圧まで上昇したことを検知すると、前記第２電源遮断スイッチをＯＮにすることにより、該第２電源遮断スイッチよりも下流側への前記供給電圧の供給を開始してから、前記供給電圧をさらに徐々に上昇させる前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源供給回路。
8. 前記制御信号は、ＰＷＭ信号であり、
   前記制御部は、前記ＰＷＭ信号のＤｕｔｙを変更することにより、前記トランスから供給される前記直流電圧の電圧値を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給回路。
9. 商用電源からＡＣ電圧を供給される電源と、
   前記電源から直流電圧を供給される制御部と、
   媒体に画像を形成する画像形成部と
   を備え、
   前記電源は、
   前記ＡＣ電圧を整流及び平滑して直流電圧に変換する電源整流部と、
   前記電源整流部から出力された前記直流電圧の電圧値を変換し前記制御部に供給するトランスと、
   基準電圧と前記トランスの出力電圧とを比較した結果に応じたフィードバック信号を出力する定電圧制御部と、
   前記フィードバック信号に基づいてスイッチング駆動信号を出力する発振制御部と、
   前記電源整流部から出力された前記直流電圧を前記スイッチング駆動信号に基づいてスイッチングで制御して前記トランスに印加するスイッチング部と、
   前記制御部から出力された制御信号により、前記基準電圧を変更する電圧設定切替部と
   を有し、
   前記制御部は、
   前記トランスから供給される前記直流電圧の電圧値を制御する前記制御信号を前記電源へ出力する
   ことを特徴とする画像形成装置。
   
   

Images