JP2005287244A - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の電圧を出力する電源装置において、低コスト化を図ることのできる電源装置を提供し、さらには、省電力モード等の場合に負荷へ供給する電圧を任意に設定することができる電源装置を提供する。
【解決手段】
端子Ｓに入力される省電力信号がオンとなった場合に導通状態となるトランジスタ４１０と、トランジスタ４１０及びツェナーダイオード４３０が導通状態となった場合に第１出力ラインと第２出力ラインとの間が導通状態となるトランジスタ４２０とを設け、省電力信号がオンであり、第１出力ラインの出力電圧が所定の値を超えた場合に、第１出力ラインの出力電圧が通常動作時よりも低い電圧となるように構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は電源装置に関し、特にレーザプリンタ等の画像形成装置において、モータなどを駆動する第１の電圧と、ロジック回路などを駆動する第２の電圧とを並行して出力する電源装置に関する。

レーザプリンタ等の画像形成装置においては、直流電圧を供給する必要がある部分が多く存在することから、通常、外部から供給される商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から直流電圧を生成する電源装置が用いられる。ここで、送風により装置内部の温度上昇を抑制する冷却ファン用のモータ等に供給すべき電圧と、装置の制御を行うロジック回路等に供給すべき電圧とが異なる場合、モータ等に供給する第１の電圧と、ロジック回路等に供給する第２の電圧とを並行して出力する電源装置が用いられることも多い。

上記のように複数の電圧を出力する従来の電源装置の一例が特許文献１に開示されている。電源装置においては、トランスの１次側への電流供給のオン・オフを切り替えるスイッチング素子を設けるとともに、トランスの２次側にて出力されている電圧を、例えばフォトダイオードの点滅周期などの物理情報としてフォトトランジスタなどにより１次側にて取得し、取得した情報に基づいて前記スイッチング素子のオン・オフを切り替える制御部を設けることにより、２次側の出力電圧をフィードバック制御することも一般的に行われているところである。

しかし、複数の電圧を出力する電源装置において、複数の電圧のそれぞれを個別にフィードバック制御することは装置のコスト上昇に繋がるため、特許文献１の電源装置では、高い側の電圧（２４Ｖ）の出力のみを検出してフィードバック制御を行うとともに、低い側の電圧（５Ｖ）は、前記高い側の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータにて変換することにより生成している。

特開２０００−１４１４１号公報

低コスト化の要求は、上記のような電源装置に対しても厳しいものがある。電源装置の低コスト化を図るため、上記のようなＤＣ−ＤＣコンバータを用いないとした場合の方策として、高い側の電圧（例えば２４Ｖ、以下、「第１の電圧」という。）を制御せず、低い側の電圧（例えば５Ｖあるいは３．３Ｖ、以下、「第２の電圧」という。）をフィードバック制御することが考えられる。

しかしながら、係る方策を採った場合に、以下のような問題点があった。即ち、第２の電圧を出力する第２出力ラインに接続されている負荷の電流消費が大きくなった場合、トランスの１次側では、当該第２出力ラインの電圧低下を防止すべく、１次側のスイッチング素子のオン期間を長くして、１次側の通電量を増加させる制御を行う。この場合、第１の電圧を出力する第１出力ラインはフィードバック制御されていないため、第１出力ラインの実際の出力電圧が必要以上に高くなる場合が生じる。

また、例えば、いわゆるスリープモード等で冷却ファンの回転を停止した場合など、第１出力ラインに接続されている負荷の電流消費が減少した場合、第２出力ライン側の電力消費が減少しなければ、やはり第１出力ラインの実際の出力電圧は必要以上に高くなる。このような状況に対応するためには、第１出力ラインに接続されるモータ等の負荷の耐圧を上げる必要があり、コスト上昇の原因となる。

さらに特許文献１の技術では、以下のような問題点もあった。即ち、係る従来技術では第１出力ラインの出力電圧は２４Ｖでほぼ固定されることとなるため、いわゆる待機モード（スタンバイ・モード）で冷却ファンの回転数を通常動作時の略１／２としたいような場合（以下、通常動作時を「全速モード」、回転数を略１／２とした場合を「半速モード」という。）に、別に半速モードに対応するための回路を備える必要がある。

図８は、係る場合に半速モードに対応するための回路構成の一例を示す図である。同図に示される例では、ＣＰＵ９１０から出力される信号により冷却ファン９００の回転数を切り替えている。即ち、全速モードではポートＡの出力をオンとすることにより、トランジスタ９２０を導通状態とする。一方、半速モードではポートＢの出力をオンとして、トランジスタ９３０を導通状態とし、ツェナーダイオード９４０を介して電力を消費させることで半速モードに対応している。

しかし、上記のような回路構成で半速モードに対応しようとした場合、ツェナーダイオード９４０の発熱が生じる他、係る発熱を抑制するためには高価な素子を用いる必要がある、などといった問題点がある。

本発明は、上記のような諸点に鑑みてなされたものであって、複数の電圧を出力する電源装置において、低コスト化を図ることのできる電源装置を提供すること、さらには、低コストにて、電力消費が少ない状態の場合に負荷へ供給する電圧を任意に設定することができる電源装置を提供することを目的としている。

上記の問題点を解決するために、本発明に係る第１の電源装置は、トランスと、前記トランスの２次側において、第１の電圧を出力する第１出力ラインと、前記トランスの２次側において、前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を出力する第２出力ラインと、前記トランスの１次側において、２次側から取得される前記第２出力ラインの出力電圧を示す物理情報に基づき、当該第２出力ラインの出力電圧が一定となるように１次側の通電状態を制御する制御部と、制御端子と、前記第１出力ライン側に接続される一端と、前記第２出力ライン側に接続される他端とを有し、前記制御端子に、前記第１出力ラインの出力電圧を通常動作時よりも低くすべきことを示す信号が入力された場合に、前記第１出力ラインと前記第２出力ラインとの間が導通状態となるスイッチング素子とを備えることを特徴としている。

この構成では、第１出力ラインの出力電圧を通常動作時よりも低くすべき場合に、第１出力ラインから第２出力ラインに電流を回避させるため、第１出力ラインの出力電圧が低下し、第１出力ラインに接続された負荷の電流消費が減少した場合でも第１出力ラインの出力電圧の上昇を防止することができる。また、この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いたり、第１出力ラインに接続される負荷の耐圧を上げる必要がないため、低コスト化を図ることができる。

本発明に係る第２の電源装置は、トランスと、前記トランスの２次側において、第１の電圧を出力する第１出力ラインと、前記トランスの２次側において、前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を出力する第２出力ラインと、前記トランスの１次側において、２次側から取得される前記第２出力ラインの出力電圧を示す物理情報に基づき、当該第２出力ラインの出力電圧が一定となるように１次側の通電状態を制御する制御部と、制御端子と、前記第１出力ライン側に接続される一端と、前記第２出力ライン側に接続される他端とを有し、前記制御端子に、前記第１出力ラインの出力電圧を通常動作時よりも低くすべきことを示す信号が入力されているとき、前記第１出力ラインの出力電圧が通常動作時の出力電圧よりも低い所定の値を超えた場合に、前記第１出力ラインと前記第２出力ラインとの間が導通状態となるスイッチング回路とを備えることを特徴としている。

この構成によれば、第１出力ラインで出力される電圧を通常時よりも低くすべきことを示す信号が入力されているときに、第１出力ラインの出力電圧が前記所定の値を超えた場合、第１出力ラインと第２出力ラインとの間が導通状態となって、第１出力ラインから第２出力ラインへと電流が回避される。

その結果、第１出力ラインの電圧が降下するとともに、第２出力ラインの電圧が上昇することにより、トランスの１次側では第２出力ラインの電圧を低下させるような制御が行われることとなる。一方、この制御により第１出力ラインの電圧が低下し、前記所定の値を下回るようになると、再度前記第１出力ラインと第２出力ラインとの間が非導通状態となる。この結果、第１出力ラインの出力電圧は前記所定の値の周辺で安定することになる。この所定の値は通常動作時における第１出力ラインの出力電圧よりも低いため、通常動作時より電力消費が少ない場合の第１出力ラインの出力電圧上昇を防止できる。

なお、前記スイッチング回路の具体的回路構成の一例として、前記スイッチング回路は、前記第１出力ラインで出力される電圧を通常時よりも低くすべきことを示す信号が入力された場合に、一端と他端との間が導通状態となる第１のスイッチング素子と、前記第１出力ラインに接続される一端と、前記第２出力ラインに接続される他端とを有し、制御端子への入力により第１出力ラインと第２出力ラインとの間の導通、非導通が切り替わる第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の一端と接続される端子と、前記第２のスイッチング素子の制御端子と接続される端子とを備え、第１のスイッチング素子の一端と他端との間が導通状態となっているとき、前記第１出力ラインの出力電圧が前記所定の値を超えた場合に、前記第２のスイッチング素子の一端と他端の間が導通状態となるように接続されたスイッチング制御回路とを含むものとすることができる。

ここで、前記第１のスイッチング素子には、前記信号として、通常動作時よりも電力消費の少ないモードとなっている旨を示す信号が入力されるものとすることができる。この信号としては、装置を制御するＣＰＵ等の制御回路から取得することができるが、それに限定されず、他にも種々の信号を利用することができる。ＣＰＵから取得できる信号の例としては、待機モード（スタンバイ・モード）やスリープモードなど、通常より電力消費が少ないモードとなっている旨を示す信号が考えられるし、複数の信号の論理和をとって用いてもよい。

前記スイッチング制御回路の具体例として、前記スイッチング制御回路は、前記第１出力ラインの出力電圧が前記所定の値を超えた場合に、前記第２のスイッチング素子の制御端子から前記第１のスイッチング素子の一端の向きに導通状態となるように接続された定電圧ダイオードを含む回路を用いることができるが、これに限定されない。もっとも定電圧ダイオードを用いた場合、当該定電圧ダイオードのブレークダウン電圧を選択することにより、電力消費が少ない状態における第１出力ラインの出力電圧を任意に設定することができる。例えば通常動作時の略１／２の電圧となるようにすれば、冷却ファン用モータの回転速度を半分とする半速モードに対応するような場合に有効である。なお、前記所定の値は、前記第２出力ラインが出力すべき電圧よりは高い値となるようにすることが好ましい。

本発明に係る第１の画像形成装置は、上記本発明に係る電源装置を備えることを特徴としている。さらに、本発明に係る第２の画像形成装置は、上記本発明に係る第２の電源装置と、前記第１出力ラインにより直流電圧が供給されるモータにより駆動する冷却ファンとを備え、前記第１のスイッチング素子に、前記信号として、前記冷却ファンの回転数を通常動作時の略１／２とすべきモードとなっている旨を示す信号が入力され、前記所定の値は、前記第１出力ラインの通常動作時の出力電圧の略１／２であることを特徴としている。

本発明に係る第２の画像形成装置では、冷却ファンの半速モードに対応するための回路を特に用意する必要がなく、これによっても低コスト化を図ることができる。

本発明に係る電源装置によると、複数の電圧を出力する場合において、ＤＣ―ＤＣコンバータを用いなくとも、負荷の耐圧を上昇させる必要がなく、低コスト化を図ることができるという効果がある。また、本発明に係る第２の電源装置によると、消費電力が少ない場合の第１出力ラインの出力電圧をスイッチング回路の回路構成によって任意に設定することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）レーザプリンタの全体構成
図１は、本発明の一適用対象である画像形成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視図、図２はレーザプリンタの概略側断面図である。

レーザプリンタは、本体ケース１のメインフレーム１ａに、上面から、露光ユニットとしてのスキャナユニット２、画像形成手段としてのプロセスユニット３、定着手段としての定着ユニット４、給紙ユニット５、及び駆動系ユニット６等が装着されて構成され、さらに、上記各ユニットを制御するロジック回路と、当該ロジック回路や各ユニット等に電源を供給する電源装置を備えている。合成樹脂製の本体ケース１は、メインフレーム１ａと、このメインフレーム１ａの四周（前後及び左右両側）外面を覆うメインカバー体１ｂとを有しており、当該メインフレーム１ａとメインカバー体１ｂとを一体的に射出成形等により形成したものである。

メインモータ（不図示）とギヤ列とを含む駆動系ユニット６は、図１に示されるメインカバー体１ｂの左側内面とそれに近接するメインフレーム１ａの左側との間に設けられた収納凹所１ｄ内に、本体ケース１の下方から挿入して装着固定される。更に、メインフレーム１ａ及びメインカバー体１ｂの上面を覆うための合成樹脂製の本体カバーとしてのトップカバー７には、メインフレーム１ａの右側に上向きに突出して設けられる操作パネル１ｃを貫通させる孔７ａと、給紙ユニット５の基部を貫通させるための孔７ｂとが穿設されている。

排紙トレイ８の基部はトップカバー７の前端の左右両側に突設したブラケット９（図１で一方のみ示す）に上下揺動可能に装着されており、不使用の場合には、排紙トレイ８をトップカバー７の上面側に折り畳んで覆うことができる。

給紙ユニット５におけるフィーダ部ケース５ａ内には、積層された状態で被記録媒体としての記録紙Ｐがセットされる。図２に示すように、記録紙Ｐの先端側は、フィーダ部ケース５ａ内のばね１０ａで付勢された支持板１０にて給紙ローラ１１に向かって押圧されており、このため、駆動系ユニット６から動力伝達されて回転する給紙ローラ１１と分離パッド１２とによって、記録紙Ｐを１枚ずつ分離して上下一対のレジストローラ１３、１４に送ることができる。なお、給紙ユニット５には斜め上方向に開口する手挿口５ｂが設けられ、フィーダ部ケース５ａ内の記録紙Ｐとは別の記録紙にて印刷する場合に、当該記録紙を手挿口５ｂへと挿入して使用することができる。

プロセスユニット３は、レジストローラ１３、１４にて給送されてくる記録紙Ｐの表面に現像材（トナー）により画像（トナー画像）を形成する。更に、定着ユニット４は、トナー画像が形成された記録紙Ｐを、加熱ローラ１５と押圧ローラ１６とで挟持することで加熱し、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着する。なお、加熱ローラ１５は、表面がフッ素コートされたアルミ管の中に定着用ヒータ１５ａを挿入したもので、その長手方向の略中央部には外表面にサーミスタ４１が接触している。また、押圧ローラ１６は、表面がフッ素樹脂で被覆されたゴムローラである。

定着ユニット４のケース内における下流側に配置された排紙ローラ１７とピンチローラ１８とからなる排紙部は、トナー画像が定着された記録紙Ｐを排紙トレイ８に排出する。給紙ローラ１１から排紙部までが、被記録媒体搬送ルートである。

メインフレーム１ａの平面視ほぼ中央部に配置するプロセスユニット３の下方の部位には、スキャナユニット２の上支持板２ａが、メインフレーム１ａの底板部の上面側に一体的に形成したステー部にビス等にて固定される。

露光ユニットとしてのスキャナユニット２は、合成樹脂製の上支持板２ａの下面側に、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー２０、レンズ２１、反射鏡２２等を配置して構成される。ポリゴンミラー２０はモータ駆動回路９０により駆動されるスキャナモータ８６によって高速回転しており、ポリゴンミラー２０により偏向されたレーザビームが、感光体としての感光体ドラム２３の軸線に沿って延びるように上記上支持板２ａに穿設された横長スキャナ孔を覆う硝子板２４を通過して感光体ドラム２３の外周面を露光する。

プロセスユニット３は、感光体ドラム２３とその上面に当接した転写ローラ２５、感光体ドラム２３の下方に配置したスコロトロン型等の帯電器２６、給紙方向において感光体ドラム２３よりも上流側に配置した現像ローラ２７及び供給ローラ２８を有する現像装置、更にその上流側に配置した現像剤（トナー）供給部すなわち着脱可能なトナーカートリッジ２９、また感光体ドラム２３よりも下流側に配置したクリーニングローラ３０、更にクリーニングローラ３０よりも下流側に配置した除電ランプ３０ａ等からなっている。

感光体ドラム２３の外周面には、帯電器２６にて一様帯電された感光体層にスキャナユニット２から射出されたレーザビームを走査することによって静電潜像が形成される。トナーカートリッジ２９内の現像剤（トナー）は、攪拌体３１にて攪拌されて放出された後、供給ローラ２８を介して現像ローラ２７の外周面に担持され、ブレード３２によってトナー層の厚さが規制される。

感光体ドラム２３表面に形成された静電潜像は、現像ローラ２７により現像剤が付着することによって顕像化される。その現像剤による像（トナー画像）は、感光体ドラム２３の電位とは逆電位の転写バイアスが印加された転写ローラ２５と感光体ドラム２３との間を通る記録紙Ｐに転写される。そして、感光体ドラム２３上に残ったトナーはクリーニングローラ３０で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光体ドラム２３に戻され、現像ローラ２７によりプロセスユニット３内に回収される。

なお、スキャナユニット２の上支持板２ａには、上向きに突出するトナーセンサ３３が設けられ、発光部と受光部との対からなるトナーセンサ３３がプロセスユニット３におけるトナーカートリッジ２９の下面凹所内に臨んで、トナーカートリッジ２９内のトナーの有無を検出できるようになっている。

プロセスユニット３は、合成樹脂製のケース３４に組み込むことにてカートリッジ化されており、このカートリッジ化したプロセスユニット３は、メインフレーム１ａに着脱可能に装着される。
メインフレーム１ａの前部位とメインカバー体１ｂの前部位との連設部下面側には、冷却ファン３５を収納するための収納部３６と、記録紙Ｐの通過方向と直交する左右方向に延びる通風ダクト３７とが連通して形成される。そして、通風ダクト３７の上面板部３７ａを断面下向きＶ字状に形成し、この上面板部３７ａをプロセスユニット３と定着ユニット４との間に位置させて、定着ユニット４における加熱ローラ１５から発生する熱がプロセスユニット３側に直接伝達しないように遮断する。

また、冷却ファン３５で発生した冷却風は、通風ダクト３７内を通ってメインフレーム１ａの一側下面を伝い、後部の電源部３９及び駆動系ユニット６内のメインモータを冷却する一方、上面板部３７ａのうち、プロセスユニット３側に開口した複数箇所のスリット孔から吹き出し、該冷却風は、プロセスユニット３と定着ユニット４の間を通過して上昇し、トップカバー７に複数穿設した排気孔４０から装置外に排出される。

（２）電源装置の構成
次に、本発明の実施の形態における電源装置の構成について説明する。本実施の形態の電源装置は、レーザプリンタ等の画像形成装置において、例えば冷却ファン３５やメインモータ等に供給する電圧（本実施の形態では２４Ｖ）と、各ユニットを制御するロジック回路等に供給する電圧（本実施の形態では３．３Ｖ）とを並行して供給するものである。図３は、本実施の形態の電源装置の構成の一例を示す図である。

電源装置は、トランス２００の１次側に、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）１００から供給される電流を整流する整流回路１１０、平滑用コンデンサ１２０の他に、トランス２００の１次側コイルの通電をスイッチングするスイッチング素子１３０、スイッチング素子１３０のオン、オフを制御する発振制御回路１４０を備えている。

発振制御回路１４０は、後述する２次側のフォトダイオード（ＰＤ）１５１とともにフォトカプラを形成し、当該ＰＤ１５１の発光を受けてオン・オフが切り替わるフォトトランジスタ１５０を内部に備えている。本実施の形態では、発振制御回路１４０は、フォトトランジスタ１５０のオン・オフにより規定される発振周波数にてスイッチング素子１３０が発振を起こす自励式の構成を想定しているが、ＰＷＭ−ＩＣなどを用いてトランス２００の１次側への通電時間を制御する他励式の構成でも構わない。２次側の出力電圧をフォトカプラ等を用いてフィードバックし、１次側コイルの通電制御を行う方法は、従来からよく知られた公知のものであり、それらの通電制御に適用可能なあらゆる回路構成は本発明の実施の形態に適用することができる。なお、本実施の形態の電源装置は、スイッチング素子１３０がオンとなったときにトランス２００にエネルギーが蓄積され、１次側のスイッチング素子１３０がオフとなったときに２次側に起電力が生じるフライバック方式の構成としている。

トランス２００の２次側には、整流素子３１０を介して２４Ｖの電圧を出力する第１出力ライン、及び整流素子３１１を介して３．３Ｖの電圧を出力する第２出力ラインが設けられる。２４Ｖの電圧はモータ等の駆動に利用され、３．３Ｖの電圧はロジック回路等の駆動のために供給される。第２出力ラインにより出力されている電圧を示す物理信号として、ＰＤ１５１の点灯期間を用いており、ＰＤ１５１の点滅により、第２出力ラインの出力電圧が１次側にフィードバックされる。

ＰＤ１５１が点灯するのは、第２出力ラインの出力電圧が所定の値より高くなり、シャントレギュレータ３２１が第２出力ラインからグランド（ＧＮＤ）ラインの方向へ導通状態となった場合である。シャントレギュレータ３２１が導通状態となる第２出力ラインの電圧は、可変抵抗３３０により、例えば出荷時に微調整することができる。ＰＤ１５１が点灯することにより、スイッチング素子１３０の発振周波数が上がり（自励式の場合）、あるいは１次側の通電時間が短くなる（他励式の場合）ことで、トランス２００の１次側の通電量が減少し、２次側の電圧が下がる方向にフィードバック制御される。逆に第２出力ラインの電圧が低くなると、ＰＤ１５１が消灯し、１次側の通電量が増加する。

２４Ｖの電圧を出力する第１出力ラインの出力電圧は直接フィードバック制御されていないため、いわゆる待機モード、スリープモード等の省電力モードとなった場合など、第１出力ラインに接続されたモータ等の負荷に流れる電流量が減少した場合に何ら制御する手段をもたないと、第１出力ラインの出力電圧は本来の２４Ｖから上昇する。本実施の形態では、図３右側の端子Ｓに、同図には不図示のＣＰＵから出力される省電力モードであることを示す信号（以下、「省電力信号」という。）を入力し、これを利用して第１出力ラインの出力電圧を下げるように構成している。

即ち、端子Ｓに入力される省電力信号がオンとなった場合、第１のスイッチング素子であるトランジスタ４１０のコレクタ・エミッタ間が導通可能状態となる。しかしながら、ツェナーダイオード４３０がトランジスタ４１０のコレクタ方向に非導通状態である場合、第２のスイッチング素子であるトランジスタ４２０にはベース電流が流れず、コレクタ電流も流れないため、第１出力ラインと第２出力ラインとの間は非導通状態である。

一方、第１出力ラインの出力電圧が、ツェナーダイオード４３０のブレークダウン電圧により規定される所定の電圧値を超えた場合、ツェナーダイオード４３０がトランジスタ４１０のコレクタ方向に導通可能となる。すると、トランジスタ４２０にベース電流が流れ、第１出力ラインから、抵抗４２１を介して３．３Ｖの第２出力ラインの側に電流を回避させる。

トランジスタ４２０が導通状態となり、第２出力ラインの出力電圧が上昇し、シャントレギュレータ３２１が導通状態となった場合にＰＤ１５１が点灯する。前記したようにＰＤ１５１の点灯はトランス２００の１次側にフィードバックされ、１次側コイルへの通電量が減少することにより、２次側の出力電圧は低下する方向に制御されることになる。

なお、第１出力ラインから第２出力ラインへと急に電流が回避され、第２出力ラインの出力電圧が３．３Ｖから急激に上昇することを防止するため、抵抗４２１により電流量を制限している他、容量素子４２２により、トランジスタ４２０のベース電圧が緩やかに変化するように構成している。図４は、本実施の形態における第１出力ラインの出力電圧の変化の一例を模式的に示す図である。前記したように、省電力信号がオンとなった場合の第１出力ラインの出力電圧は、ツェナーダイオード４３０のブレークダウン電圧により規定される。図４の例では、冷却ファン３５を半速モードとする場合の例として、第１出力ラインの出力電圧を通常動作時の略１／２、即ち略１２Ｖまで低下させるようにしている。

出力電圧の例について、図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。通常動作時に２４Ｖが出力されていた第１出力ラインの電圧が、タイミングＡにおいて通常動作が終了することにより負荷の電流消費が減少し、徐々に出力電圧が上昇を開始する。しかし、タイミングＢにおいて省電力信号がオンとなり、トランジスタ４１０が導通状態となる。この場合、第１出力ラインの電圧はツェナーダイオード４３０をトランジスタ４１０の方向へ導通状態とするに充分であり、トランジスタ４２０にベース電流が流れることにより第１出力ラインと第２出力ラインとの間が導通状態となる。

ここで前述した抵抗４２１及び容量素子４２２の作用により、第１出力ラインの出力は緩やかに略１２Ｖまで低下する。略１２Ｖまで低下した後は、第２出力ラインの出力電圧の１次側へのフィードバック、及びツェナーダイオード４３０の作用により、第１出力ラインの出力電圧は略１２Ｖで安定する。

図５は、本実施の形態の電源装置から冷却ファン３５に電源供給する回路構成の一例を示す図である。本実施の形態では、ＣＰＵ７１０のポートＡの出力は半速モードにおいてもオンのままでよく、半速モードでは、ポートＢから出力される省電力信号をオンとすればよい。その結果、上記したように第１出力ラインの出力電圧が略１２Ｖで安定するため、図８に示したようなツェナーダイオードを設けることなく、冷却ファン３５の半速モードに対応することができる。

図４に戻って、タイミングＣで省電力信号がオフとなると、トランジスタ４１０が非導通状態となり、ツェナーダイオード４３０に電流が流れなくなるため、トランジスタ４２０のベース電流も遮断され、第１出力ラインと第２出力ラインとの間が非導通状態となる。

この際には、第２出力ラインの出力電圧の１次側へのフィードバック制御に伴い、第１出力ラインの出力電圧が徐々に上昇する。図４の例では、第１出力ラインの出力電圧が２４Ｖを超えて上昇しようとするようなタイミングＤにおいて、第１出力ラインに接続された冷却ファン３５を全速モードで動作させるようにしており、その後の出力電圧を２４Ｖで安定させている。

以上に説明したように、本実施の形態の電源装置では、第１出力ラインに接続された負荷の電流消費が減少するような場合（例えば待機モード、スリープモードの場合等）においても第１出力ラインの電圧上昇を抑制することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いる必要性や、第１出力ラインの負荷であるモータ等の耐圧を上げる必要性がなくなるため、装置の低コスト化を図ることができる。さらに、スイッチング制御回路としてツェナーダイオード４３０を用いることにより、省電力信号がオンとなった場合の第１出力ラインの出力電圧を任意に設定することができる。従って、待機モードで冷却ファンの回転数を通常動作時の略１／２としたい場合などでも、対応するための回路を備える必要がない。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の内容が上記実施の形態において説明された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。

（１）上記実施の形態では、省電力信号がオフとなった場合、第１出力ラインに接続された冷却ファン等の負荷が通常動作する場合について説明した。そのような状況では、省電力信号がオフの場合でも第１出力ラインの電圧上昇は抑制されるが、省電力信号がオフの場合の電圧上昇が問題となり得るような状況に適用するためには、第１出力ラインと第２出力ラインとの間に、例えば定電圧ダイオード等を配置するようにしてもよい。この構成では、第１出力ラインの電圧が上昇した場合に定電圧ダイオードが導通状態となり、第２出力ラインに電流が回避されることにより、省電力信号がオフの場合でも、第１出力ラインの電圧上昇が抑制される。

（２）上記実施の形態ではツェナーダイオード４３０を備えることにより、省電力信号がオンの場合の第１出力ラインの出力電圧を任意に設定することができるようにしたが、第１出力ラインの出力電圧を３．３Ｖに近づけてもよいような場合には、単に省電力信号がオンの場合に第１出力ラインと第２出力ラインとの間を導通状態とするような構成としてもよい。係る場合の回路構成の一例を図６に示す。

同図の例では、省電力信号がオンとなるとトランジスタ５１０が導通状態となり、この場合にトランジスタ５２０にベース電流が流れることによって、第１出力ラインと第２出力ラインとの間が導通状態となるため、第１出力ラインの出力電圧が、第２出力ラインと略同一程度まで低下する。この構成は、例えば、冷却ファンの半速モードへの対応というような必要性がないような場合には有効である。上記実施の形態で説明したように、抵抗５２１や容量素子５２２を設けるようにしてもよいが、第２出力ラインに接続される負荷の耐圧が充分であれば、これらは設けないようにすることも可能である。

（３）さらに構成を簡略化するには、図７に示すように、第１出力ラインと第２出力ラインとの間に設けられるスイッチング素子をＮＰＮ型トランジスタ６２０とし、省電力信号がオンとなった場合に第１出力ラインから第２出力ラインへ電流を回避させるようにしてもよい。この場合も、第２出力ラインの出力電圧の急激な上昇を避けるためには、抵抗６２１を設けることが好ましいが必須というわけではない。この構成では、さらに電源装置の低コスト化を図ることができる。

（４）上記実施の形態では、通常動作時より電力消費が少ないことを示す信号として、端子ＳにＣＰＵから出力される省電力信号を入力したが、端子Ｓに入力される信号は、これに限定されず、例えば、画像形成動作が終了してから所定の時間が経過したことを示す信号や、所定の時刻（深夜など）の到来を示す信号、利用者の不在を示す信号など、様々な信号を用いることができる。

（５）上記実施の形態では、端子Ｓは一つだけであったが、省電力信号として、いつでも通常動作に移行できる状態（待機モード）を示す信号や、冷却ファンを停止し、さらに定着装置のヒータへの電源供給を停止するなど、通常動作に移行するために多少の時間が必要となる状態（スリープモード）を示す信号等、複数種類のモードがある場合も多い。このような場合は、例えば複数の信号の入力を論理回路（ＯＲ回路）を介して受け付けるようにしたり、待機モードを示す信号はトランジスタ４１０に入力し（図３参照）、スリープモードを示す信号は直接トランジスタ４２０に入力する、というような実施の形態も考えられる。

本発明は、例えば画像形成装置などにおいてモータ等に供給する第１の電圧と、装置制御のためのロジック回路等に供給する第２の電圧とを並行して出力する電源装置等に適用することができる。

本発明の一適用対象である画像形成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視図である。 レーザプリンタの概略側断面図である。 本発明の実施の形態における電源装置の構成の一例を示す図である。 本実施の形態における第１出力ラインの出力電圧の変化の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態において冷却ファン３５に電源供給する回路構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例の一例における電源装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例にて、より構成を簡略化した一例における電源装置の構成を示す図である。 従来技術において、冷却ファンの半速モードに対応するための回路構成の一例を示す図である。

符号の説明

３５ 冷却ファン
１３０ スイッチング素子
１４０ 発振制御回路
１５０ フォトトランジスタ
１５１ フォトダイオード（ＰＤ）
２００ トランス
４１０、５１０ ＰＮＰ型トランジスタ
４２０、５２０ ＮＰＮ型トランジスタ
４２１、５２１ 抵抗素子
４２２、５２２ 容量素子
４３０ ツェナーダイオード
６２０ ＮＰＮ型トランジスタ
Ｓ 省電力信号入力端子

Claims (8)

1. トランスと、
   前記トランスの２次側において、第１の電圧を出力する第１出力ラインと、
   前記トランスの２次側において、前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を出力する第２出力ラインと、
   前記トランスの１次側において、２次側から取得される前記第２出力ラインの出力電圧を示す物理情報に基づき、当該第２出力ラインの出力電圧が一定となるように１次側の通電状態を制御する制御部と、
   制御端子と、前記第１出力ライン側に接続される一端と、前記第２出力ライン側に接続される他端とを有し、前記制御端子に、前記第１出力ラインの出力電圧を通常動作時よりも低くすべきことを示す信号が入力された場合に、前記第１出力ラインと前記第２出力ラインとの間が導通状態となるスイッチング素子とを備える
   ことを特徴とする電源装置。
2. トランスと、
   前記トランスの２次側において、第１の電圧を出力する第１出力ラインと、
   前記トランスの２次側において、前記第１の電圧よりも低い第２の電圧を出力する第２出力ラインと、
   前記トランスの１次側において、２次側から取得される前記第２出力ラインの出力電圧を示す物理情報に基づき、当該第２出力ラインの出力電圧が一定となるように１次側の通電状態を制御する制御部と、
   制御端子と、前記第１出力ライン側に接続される一端と、前記第２出力ライン側に接続される他端とを有し、前記制御端子に、前記第１出力ラインの出力電圧を通常動作時よりも低くすべきことを示す信号が入力されているとき、前記第１出力ラインの出力電圧が通常動作時の出力電圧よりも低い所定の値を超えた場合に、前記第１出力ラインと前記第２出力ラインとの間が導通状態となるスイッチング回路とを備える
   ことを特徴とする電源装置。
3. 前記スイッチング回路は、
   前記第１出力ラインで出力される電圧を通常時よりも低くすべきことを示す信号が入力された場合に、一端と他端との間が導通状態となる第１のスイッチング素子と、
   前記第１出力ラインに接続される一端と、前記第２出力ラインに接続される他端とを有し、制御端子への入力により第１出力ラインと第２出力ラインとの間の導通、非導通が切り替わる第２のスイッチング素子と、
   前記第１のスイッチング素子の一端と接続される端子と、前記第２のスイッチング素子の制御端子と接続される端子とを備え、第１のスイッチング素子の一端と他端との間が導通状態となっているとき、前記第１出力ラインの出力電圧が前記所定の値を超えた場合に、前記第２のスイッチング素子の一端と他端の間が導通状態となるように接続されたスイッチング制御回路とを含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記第１のスイッチング素子には、前記信号として、通常動作時よりも電力消費の少ないモードとなっている旨を示す信号が入力される
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 前記スイッチング制御回路は、
   前記第１出力ラインの出力電圧が前記所定の値を超えた場合に、前記第２のスイッチング素子の制御端子から前記第１のスイッチング素子の一端の向きに導通状態となるように接続された定電圧ダイオードを含む
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電源装置。
6. 前記所定の値は、前記第２出力ラインが出力すべき電圧より高い
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の電源装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の電源装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項２から請求項６のいずれかに記載の電源装置と、
   前記第１出力ラインにより直流電圧が供給されるモータにより駆動する冷却ファンとを備え、
   前記第１のスイッチング素子に、前記信号として、前記冷却ファンの回転数を通常動作時の略１／２とすべきモードとなっている旨を示す信号が入力され、
   前記所定の値は、
   前記第１出力ラインの通常動作時の出力電圧の略１／２である
   ことを特徴とする画像形成装置。
   

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