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公開番号2020078218
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200521
出願番号2018211844
出願日20181109
発明の名称電子機器
出願人京セラドキュメントソリューションズ株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20200424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】 スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップを抑制する電子機器を得る。
【解決手段】 電源部11は、スリープ信号が第1動作モードを示す場合には電源電圧Vcc1を第1電圧とし、スリープ信号が第2動作モードを示す場合には電源電圧Vcc1を第1電圧より低い第2電圧とする。メインコントローラー31は、そのスリープ信号を供給する。電圧変化抑制部32は、第1動作モードから第2動作モードへのモード切替において当該電子機器の消費電力が所定閾値以上である場合、(a)当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になるまで、電源電圧Vcc1を所定の中間電圧以上とし、(b)当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になると、電源電圧Vcc1が第2電圧になるように制御する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
スリープ信号が第1動作モードを示す場合には電源電圧を第1電圧とし、前記スリープ信号が第2動作モードを示す場合には前記電源電圧を前記第1電圧より低い第2電圧とする電源部と、
前記スリープ信号を供給するメインコントローラーと、
前記第1動作モードから前記第2動作モードへのモード切替において消費電力が所定閾値以上である場合、(a)消費電力が所定閾値未満になるまで、前記電源電圧を所定の中間電圧以上とし、(b)消費電力が所定閾値未満になると、前記電源電圧が前記第2電圧になるように制御する電圧変化抑制部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
続きを表示(約 430 文字)【請求項2】
前記電源部は、前記電源電圧を設定する定電圧ダイオードおよび分圧回路と、前記スリープ信号に基づいて前記分圧回路の分圧比を切り替える切替回路と、前記分圧回路に付加されたコンデンサーとを備えることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
【請求項3】
電流検出抵抗部をさらに備え、
前記電源部は、スイッチング電源であって、
前記消費電力に対応する前記スイッチング電源の1次側電流が前記電流検出抵抗部を導通し、
前記電圧変化抑制部は、前記電流検出抵抗部の両端電圧と所定の基準値とを比較する比較器と、前記比較器の出力電圧に基づいて前記分圧回路の分圧比を切り替える第2切替回路とを備えること、
を特徴とする請求項1または請求項2記載の電子機器。
【請求項4】
前記電流検出抵抗部の抵抗値は、温度および当該電子機器の機種の少なくとも一方に基づいて調整されることを特徴とする請求項3記載の電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器に関するものである。
続きを表示(約 6,700 文字)【背景技術】
【0002】
ある電子機器は、動作モードが通常モードから省電力モード(スリープモード)へ移行すると、電源電圧を、24ボルトから12ボルトに変更して、動作効率を向上させ消費電力を低減させている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017−21309号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、例えば図4に示すように、上述の電子機器では、動作モードの切替タイミングToにおいて、電子機器の消費電力(つまり電源の出力電流)が大きい場合、電源電圧にアンダーシュートが発生し、スリープモードでの電源電圧が基準電圧VL(上述の12ボルト)より一時的に低くなってしまう。そのため、スリープモード移行時に、そのような電源電圧の一時的なドロップに起因して、電子機器の動作が不安定になる可能性がある。
【0005】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップを抑制する電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る電子機器は、スリープ信号が第1動作モードを示す場合には電源電圧を第1電圧とし、前記スリープ信号が第2動作モードを示す場合には前記電源電圧を前記第1電圧より低い第2電圧とする電源部と、前記スリープ信号を供給するメインコントローラーと、前記第1動作モードから前記第2動作モードへのモード切替において消費電力が所定閾値以上である場合、(a)消費電力が所定閾値未満になるまで、前記電源電圧を所定の中間電圧以上とし、(b)消費電力が所定閾値未満になると、前記電源電圧が前記第2電圧になるように制御する電圧変化抑制部とを備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップを抑制する電子機器が得られる。
【0008】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す回路図である。
図2は、図1に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧について説明するタイミングチャートである(1/2)。
図3は、図1に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧について説明するタイミングチャートである(2/2)。
図4は、スリープモード移行時に発生する電圧ドロップについて説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0011】
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す回路図である。図1に示す電子機器1は、例えばプリンター、複合機などといった画像形成装置であって、電源部11と本体部12とを備える。電源部11は、本体部12の電源であって、本体部12に電源電圧を印加する。
【0012】
電源部11は、スリープ信号が第1動作モード(ここでは通常モード)を示す場合には電源電圧Vcc1を第1電圧(ここでは24ボルト)とし、スリープ信号が第2動作モード(ここではスリープモード)を示す場合には電源電圧Vcc1を第1電圧より低い第2電圧(ここでは12ボルト)とする。スリープ信号は、当該電子機器の動作モードを示す信号である。
【0013】
この実施の形態では、電源部11は、スイッチング電源を備える。図1に示すように、このスイッチング電源では、ダイオードブリッジDBの入力側が、商用電源に接続され、ダイオードブリッジDBの出力側に平滑用コンデンサーC1が設けられている。さらに、ダイオードブリッジDBの出力側にはトランスTRの1次側巻線が接続され、その1次側巻線に直列にスイッチング素子(FET(Field Effect Transistor)など)Q1が接続されている。電源コントローラー21は、例えば制御用IC(Integrated Circuit)であって、スイッチング素子Q1を制御し、これにより、2次側の電源電圧を制御する。
【0014】
さらに、トランスTRの2次側巻線には、整流平滑回路22が設けられている。整流平滑回路22は、ダイオードDと平滑用コンデンサーC2とを備える。
【0015】
整流平滑回路22の次段には、定電圧ダイオードZDおよび分圧回路23が設けられている。
【0016】
分圧回路23には、コンデンサーC3および切替回路24が付加されている。コンデンサーC3は、モード切替時の電源電圧Vcc1の変化速度を抑制するために設けられている。つまり、コンデンサーC3および分圧回路23などの抵抗値に基づく時定数に応じて、モード切替時に電源電圧Vcc1は徐々に変化する。切替回路24は、スリープ信号に基づいて分圧回路23の分圧比を切り替える。
【0017】
この実施の形態は、図1に示すように、分圧回路23は、抵抗R1,R11,R12を備え、抵抗R11,R12の抵抗値で分圧比が決定される。具体的には、コンデンサーC3および切替回路24は、分圧回路23のデフォルトの分圧比を決定する抵抗R11,R12の一方に並列に接続されている。
【0018】
定電圧ダイオードZDの逆電圧と分圧回路23の分圧比とに従って、電源電圧Vcc1の電圧値が設定される。
【0019】
また、定電圧ダイオードZDに対して直列に抵抗RsおよびフォトカプラーPC1の発光側が接続されており、フォトカプラーPC1の受光側が電源コントローラー21に接続されている。電源コントローラー21は、フォトカプラーPC1を介してフィードバック制御を行い、定電圧ダイオードZDの逆電圧および分圧回路23の分圧比に対応する電源電圧Vcc1になるように、スイッチング素子Q1を制御する。
【0020】
この実施の形態は、図1に示すように、切替回路24は、互いに直列に接続された抵抗R13,R14およびスイッチング素子Q2(ここでは、P型トランジスター)を備える。
【0021】
また、本体部12には、メインコントローラー31、電圧変化抑制部32、および電流検出抵抗部33が設けられている。
【0022】
メインコントローラー31は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロコンピューターなどを備え、本体部12の内部装置(例えば、モーター、アクチュエーター、現像器などに高電圧を印加する高圧回路など)を制御するとともに、当該電子機器の動作モードを管理し、所定の条件に従って、動作モードを通常モードおよびスリープモードのうちの一方から他方に切り替える。メインコントローラー31は、上述のスリープ信号を生成し供給する。ここでは、スリープ信号は2値信号であり、通常モードの場合、スリープ信号はハイレベルであり、スリープモードの場合スリープ信号はローレベルである。
【0023】
電圧変化抑制部32は、第1動作モード(ここでは通常モード)から第2動作モード(ここではスリープモード)へのモード切替において消費電力が所定閾値以上である場合、(a)消費電力が所定閾値未満になるまで、電源電圧Vcc1を所定の中間電圧以上とし、(b)消費電力が所定閾値未満になると、電源電圧Vcc1が第2電圧になるように制御する。
【0024】
この中間電圧は、第1電圧未満であり、かつ第2電圧より高く、例えば、第1電圧と第2電圧との平均値とされる。
【0025】
電圧変化抑制部32は、比較器CMPと、第2切替回路32aとを備える。比較器CMPは、例えばオペアンプであって、電流検出抵抗部33の両端電圧と所定の基準値とを比較し、比較結果に応じた出力電圧を生成する。第2切替回路32aは、比較器CMPの出力電圧に基づいて分圧回路23の分圧比を切り替える。
【0026】
この実施の形態は、図1に示すように、第2切替回路32aは、抵抗R15,R16およびスイッチング素子Q3,Q4(ここでは、P型トランジスター)を備える。スイッチング素子Q3は、スリープ信号に従ってオンオフし、スイッチング素子Q4は、比較器CMPの出力電圧に従ってオンオフする。つまり、スイッチング素子Q3,Q4の両方がオンである場合、抵抗R15,R16が分圧回路23の抵抗R11に、電気的に並列に接続される。
【0027】
なお、この基準値は、抵抗R17,R18による分圧回路の分圧比および別系統(例えば、5ボルト系、3.3ボルト系など)の電源電圧Vcc2の電圧値によって設定される。例えば、比較器CMPおよびメインコントローラー31は、この別系統の電源電圧Vcc2で動作する。
【0028】
電流検出抵抗部33は、当該電子機器の消費電力に対応する電源部11のスイッチング電源の1次側電流を検出する。電流検出抵抗部33にはその1次側電流が導通し、その1次側電流に応じた電流検出抵抗部33の両端電圧が発生する。つまり、当該電子機器の消費電力が増加すると、電源部11のスイッチング電源の1次側電流も増加するため、電流検出抵抗部33の両端電圧から消費電力が特定できる。さらに、電流検出抵抗部33は、サーミスターTHと、デジタルポテンショメータといった可変抵抗部VRとを備える。可変抵抗部VRは、モデル選択信号に応じた抵抗値を自己に設定する。モデル選択信号は、当該電子機器の機種を示す信号であって、メインコントローラー31によって供給される。
【0029】
このように、電流検出抵抗部33の抵抗値は、温度および当該電子機器の機種の少なくとも一方に基づいて調整される。
【0030】
さらに、電流検出抵抗部33は、過電流検出のために使用され、電源コントローラー21は、電流検出抵抗部33の両端電圧に基づいて、スイッチング電源の過電流を検出する。
【0031】
次に、本実施の形態に係る電子機器の動作について説明する。図2は、図1に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧Vcc1について説明するタイミングチャートである(1/2)。図3は、図1に示す電子機器の、スリープモード移行時の電源電圧Vcc1について説明するタイミングチャートである(2/2)。
【0032】
当該電子機器の起動時、動作モードは、通常モードに設定される。例えば、所定のユーザー操作、所定時間長の無操作期間の検出などに起因して、動作モードが、通常モードからスリープモードへ切り替えられる。また、例えば、所定のユーザー操作の検出などに起因して、動作モードが、スリープモードから通常モードへ切り替えられる。
【0033】
動作モードが通常モードからスリープモードへ切り替えられた場合(つまり、スリープ信号のレベルがハイレベルからローレベルに変更された場合)、図2に示すように、その時点Toで当該電子機器の消費電力が大きく電流検出抵抗部33の両端電圧Vsが所定閾値Vth以上であれば、電圧変化抑制部32において、比較器CMPの出力電圧がローレベルになり、抵抗R15,R16が、分圧回路23に電気的に接続され、分圧回路23の分圧比が切り替えられる。また、切替回路24の抵抗R13,R14が、分圧回路23に電気的に接続され、分圧回路23の分圧比が切り替えられる。
【0034】
これにより、その分圧比に応じて電源電圧Vcc1が中間電圧Vinter(例えば18ボルト)になるように制御される。
【0035】
その後、当該電子機器の消費電力が小さくなり、電流検出抵抗部33の両端電圧が所定閾値未満になると、電圧変化抑制部32において、比較器CMPの出力電圧がハイレベルになり、抵抗R15,R16が、分圧回路23から電気的に分離され、分圧回路23の分圧比が切り替えられる。
【0036】
これにより、その分圧比に応じて電源電圧Vcc1が第2電圧VL(ここでは12ボルト)になるように一時的に制御される。
【0037】
一方、動作モードが通常モードからスリープモードへ切り替えられた場合(つまり、スリープ信号のレベルがハイレベルからローレベルに変更された場合)、図3に示すように、その時点で当該電子機器の消費電力が小さく電流検出抵抗部33の両端電圧Vsが所定閾値Vth未満であれば、電圧変化抑制部32において、比較器CMPの出力電圧がハイレベルになり、抵抗R15,R16が、継続的に、分圧回路23から電気的に分離された状態となる。他方、切替回路24の抵抗R13,R14が、分圧回路23に電気的に接続され、分圧回路23の分圧比が切り替えられる。
【0038】
これにより、その分圧比に応じて電源電圧Vcc1がただちに第2電圧VL(ここでは12ボルト)になるように制御される。
【0039】
このように、当該電子機器の消費電力が小さい場合には、上述の電源電圧Vcc1のドロップが発生しないため、電源電圧Vcc1がただちに第1電圧VHから第2電圧VLになるように制御される。一方、当該電子機器の消費電力が大きい場合には、上述の電源電圧Vcc1のドロップが発生する可能性があるため、まず、電源電圧Vcc1が第1電圧VHから中間電圧Vinterになるように制御され、その後、消費電力が減少すると、中間電圧Vinterから第2電圧VLになるように制御される。
【0040】
以上のように、上記実施の形態によれば、電源部11は、スリープ信号が第1動作モードを示す場合には電源電圧Vcc1を第1電圧VHとし、スリープ信号が第2動作モードを示す場合には電源電圧Vcc1を第1電圧VHより低い第2電圧VLとする。メインコントローラー31は、そのスリープ信号を供給する。電圧変化抑制部32は、第1動作モードから第2動作モードへのモード切替において当該電子機器の消費電力が所定閾値以上である場合、(a)当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になるまで、電源電圧Vcc1を所定の中間電圧Vinter以上とし、(b)当該電子機器の消費電力が所定閾値未満になると、電源電圧Vcc1が第2電圧VLになるように制御する。
【0041】
これにより、スリープモード移行時における電源電圧の一時的なドロップが抑制される。
【0042】
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
【0043】
例えば、上記実施の形態では、電圧変化抑制部32は、本体部12に設けられているが、電源部11に設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0045】
1 電子機器
11 電源部
31 メインコントローラー
32 電圧変化抑制部
32a 第2切替回路
33 電流検出抵抗部

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