JP2003199342A

JP2003199342A - スイッチング電源装置、スイッチング電源システム、画像形成装置、スイッチング電源システムにおける制御方法、プログラムおよび記憶媒体

Info

Publication number: JP2003199342A
Application number: JP2001391776A
Authority: JP
Inventors: Shunsaku Kondo; 俊作近藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷の起動時の電圧変動の少ない、スイッチ
ング電源装置，スイッチング電源システム，画像形成装
置，スイッチング電源システムにおける制御方法，プロ
グラム，記憶媒体を提供することを目的とする。【解決手段】ＣＰＵ６は、スイッチング電源装置１の
負荷９に、起動信号を送り起動するとともに、スイッチ
ング電源装置１のＤＳＰ２にも起動信号を送る。ＤＳＰ
２は、起動信号を受けると、出力電圧を一時的に増大す
る。これにより、負荷９の起動にともなう出力電圧の低
下を阻止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力をフィードバ
ック制御する形式のスイッチング電源装置、および同装
置を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等では、各種モータ類、ラ
ンプ類等、起動にパルス性の電流を流す負荷を備え、こ
れら各種負荷はその複写機に内蔵されたスイッチング電
源装置等から供給される電力により駆動されている。ス
イッチング電源装置は、起動後に定常作動状態になる
と、定格電圧値が維持されるようにスイッチング制御さ
れる。

【０００３】例えば各種負荷の動作状況の変化によって
電流値が変化し、それに伴い電圧変動が発生した場合に
はスイッチング制御のＰＷＭデューティを変更すること
により、定格電圧値を維持するよう制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４は、従来のスイッ
チング電源装置(従来例)において、モータ等の負荷を起
動した際の電流、電圧波形を示す図である。図４（ａ）
に示すように、負荷を起動した瞬間に電流値がＩｏから
Ｉ″にパルス状に上昇し、同時に図４（ｂ）に示すよう
に電圧降下Ｖ′を起こす。このような瞬間的に大きな負
荷変動が発生した場合、電圧維持制御が間に合わず、た
とえば、このようなスイッチング電源装置を用いた画像
形成装置では、原稿照明ランプがちらつき、画像形成の
品質に影響を与えてしまう。

【０００５】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、負荷の起動時の電圧変動の少ない、スイッチ
ング電源装置，スイッチング電源システム，画像形成装
置，スイッチング電源システムにおける制御方法，プロ
グラム，記憶媒体を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、スイッチング電源装置を次の（１）の
とおりに構成し、スイッチング電源システムを次の
（２）〜（６）のとおりに構成し、画像形成装置を次の
（７）〜（１０）のとおりに構成し、スイッチング電源
システムにおける制御方法を次の（１１）のとおりに構
成し、プログラムを次の（１２）のとおりに構成し、記
憶媒体を次の（１３）のとおりに構成する。

【０００７】（１）出力電圧をフィードバック制御する
スイッチング電源装置において、当該スイッチング電源
装置の外部から入力した信号に応じて、出力電圧を一時
的に増大する制御手段を備えたスイッチング電源装置。

【０００８】（２）入力電力をスイッチングするスイッ
チング回路と、前記スイッチング回路の出力を直流に変
換して出力する出力回路と、前記スイッチング回路のス
イッチング動作を制御する第１の制御手段と、前記出力
回路の出力端に接続された負荷を制御する第２の制御手
段と、を備えたスイッチング電源システムであって、前
記第２の制御手段は、各種情報を記憶する記憶手段と、
前記負荷を起動する起動信号を発生する起動信号発生手
段とを有し、前記起動信号が前記第１の制御手段へと供
給されるスイッチング電源システム。

【０００９】（３）前記（２）記載のスイッチング電源
システムにおいて、前記第１の制御手段は前記起動信号
に同期して、前記スイッチング回路のスイッチング動作
を所定の期間中、所定の状態に調整するスイッチング電
源システム。

【００１０】（４）前記（３）に記載のスイッチング電
源システムにおいて、前記スイッチング回路のスイッチ
ング動作の調整量を、前記記憶手段に格納しているスイ
ッチング電源システム。

【００１１】（５）前記（２）に記載のスイッチング電
源システムにおいて、前記負荷はモータであるスイッチ
ング電源システム。

【００１２】（６）前記（２）に記載のスイッチング電
源システムにおいて、前記負荷はランプであるスイッチ
ング電源システム。

【００１３】（７）画像データを入力する入力手段と、
各種情報を記憶する記憶手段と、画像形成要素を駆動し
て画像形成を行う駆動手段と、前記入力手段により入力
された画像データに応じて前記駆動手段による駆動を制
御する第３の制御手段とを有する画像形成装置と、前記
画像形成装置内に配置された、入力電力をスイッチング
するスイッチング回路と、前記スイッチング回路の出力
を直流に変換して出力する出力回路と、前記スイッチン
グ回路のスイッチング動作を制御するための第４の制御
手段とを有するスイッチング電源装置とを備え、前記第
３の制御手段が前記駆動手段を起動する際に起動信号を
前記第４の制御手段に供給し、前記第４の制御手段は、
前記起動信号に同期し、前記スイッチング回路のスイッ
チング動作を所定の期間中、所定の状態に調整する画像
形成装置。

【００１４】（８）前記（７）に記載の画像形成装置に
おいて、前記スイッチング回路のスイッチング動作の調
整についてのデータを、前記記憶手段に格納している画
像形成装置。

【００１５】（９）前記（７）に記載の画像形成装置に
おいて、前記画像形成要素はモータである画像形成装
置。

【００１６】（１０）前記（７）に記載の画像形成装置
において、前記画像形成要素は原稿照明ランプである画
像形成装置。

【００１７】（１１）スイッチング電源装置とその負荷
を制御する制御装置とを備えたスイッチング電源システ
ムにおける制御方法であって、前記制御装置において前
記負荷を起動させる起動信号を発生し、前記負荷および
前記スイッチング電源装置に供給するステップＡと、前
記ステップＡでの起動信号の供給を受けて、前記負荷を
起動するとともに前記スイッチング電源装置の出力を一
時的に増大させるステップＢと、を備えたスイッチング
電源システムの制御方法。

【００１８】（１２）前記（１１）記載の方法を実現す
るためのプログラム。

【００１９】（１３）前記（１２）記載のプログラムを
格納した記憶媒体。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態をスイッ
チング電源装置の実施例により説明する。なお、本発明
は、装置，システムに限らず、実施例の説明に裏付けら
れて、方法，プログラム，記憶媒体の形で実施すること
もできる。

【００２１】

【実施例】図１は、実施例である“画像形成装置”内の
各種の機器(負荷)に電力を供給するスイッチング電源装
置の構成を示すブロック図である。スイッチング電源装
置１はＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）２を持
ち、ＤＳＰ２にはクロック３、アナログ／ディジタルコ
ンバータ４が接続され、またＰＷＭ回路５を内蔵してい
る。

【００２２】供給された交流電流をダイオードブリッジ
１１、コンデンサ１２により整流，平滑してＤＳＰ２に
より制御されたＰＷＭ回路５にてスイッチングする。そ
の後トランス１３、ダイオード１４，１５、コイル１
６、コンデンサ１７からなるフォワード型回路により降
圧，整流されて直流電力が出力される。その際、抵抗Ｒ
１，Ｒ２により分圧された電圧を、アナログ／ディジタ
ルコンバータ４によりディジタル変換した出力電圧のデ
ィジタル値を、ＤＳＰ２へと入力し、所定の電圧を保つ
ようＰＷＭ回路５のデューティを制御するフィードバッ
ク制御を行う。以上のような動作で、交流電流を直流電
流に変換し、画像形成装置内の機器へ直流電力が供給さ
れる。

【００２３】直流電力の出力端子には、画像形成装置の
モータ，ランプ等の各種負荷９が接続され、ＣＰＵ６，
ＲＡＭ７，ＲＯＭ８からなる制御回路によりＩ／Ｏ１０
を通して制御される。また、モータ、ランプ等の各種負
荷９の起動時にＣＰＵ６からＤＳＰ２へＩ／Ｏ１０を通
じて起動信号が供給される。

【００２４】図２は本実施例における画像形成装置全体
の概略構成を示す図である。本実施例の画像形成装置は
転写式電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。

【００２５】３１は像担持体としての回転ドラム型の電
子写真感光体（以下、感光ドラムという）であり、矢印
で示す時計方向に所定の周速度（プロセススピード）を
もって回転駆動される。感光ドラム３１はその回転過程
において、帯電装置としての帯電ローラ３２によって所
定の極性・電位に一様に帯電される。

【００２６】次に画像情報書き込み手段としてのレーザ
スキャナ３３による、所要の画像情報パターンに対応し
たレーザビームの走査露光Ｌを受ける。これより感光ド
ラム３１面に所要の画像情報パターンに対応した静電潜
像が形成される。

【００２７】感光ドラム３１面に形成された静電潜像
は、現像装置３４でトナー画像として現像される。現像
方法としては、ジャンピング現像法，２成分現像法等が
用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用
いられることが多い。

【００２８】感光ドラム３１面に形成されたトナー画像
は、感光ドラム３１と、転写ローラ３５とで形成される
転写ニップ３６において、給紙部３７から該転写ニップ
部３６に所定のタイミングにて給送された記録材（転写
材）１３に対して順次に静電転写される。

【００２９】本実施例の画像形成装置において、給紙部
３７はカセット給紙部であり、給紙カセット内に積載収
容させた記録材１３が給紙ローラ３８と不図示の一枚分
離部材とによって一枚分離給送され、搬送ローラ対３
９、トップセンサ（レジストセンサ）４０等を含むシー
トパス４１を通って転写ニップ部３６に所定の制御タイ
ミングにて給送される。

【００３０】カセット給紙部３７からシートパス４１を
通って転写ニップ部３６に給送される記録材１３はシー
トパス４１の途中に設けたトップセンサ４０で先端が認
識され、これに同期して感光ドラム３１上に画像が形成
される。

【００３１】転写ニップ部３６にてトナー画像の転写を
受けた記録材１３は感光ドラム３１面から順次に分離さ
れて搬送ガイド３０を通って定着装置Ａへ導入され、該
定着装置Ａで未定着トナー画像の加熱定着処理を受け
る。

【００３２】定着装置Ａを出た画像加熱定着済みの記録
材１３は、搬送ローラ対４４を含むシート排出パス４３
を通って排出ローラ対４５で排紙トレイ部４６に排出さ
れる。

【００３３】一方、記録材１３に対するトナー画像転写
後に感光ドラム３１面上に残留する転写残トナーや紙粉
等の付着汚染物は、クリーナ４２により感光ドラム３１
面上により除去され、表面清掃された感光ドラム３１は
繰り返して作像に供される。

【００３４】ここで、画像形成装置内におけるモータ等
の起動時の動作を説明する。前述の通り、モータ等の各
種負荷が起動する際、ＣＰＵ６からスイッチング電源装
置１内のＤＳＰ２へと起動信号が供給される。この起動
信号の内容は、各種負荷の起動に伴う電圧降下を防ぐ電
圧補正を実行するための情報であり、ＣＰＵ６がＲＯＭ
７に格納されているプログラムコードに従い、各種負荷
に応じた適切な補正情報をＤＳＰ２へと供給する。ＤＳ
Ｐ２側は、ＣＰＵ６から供給された補正情報に従い電圧
補正動作を行うＰＷＭ制御を行う。

【００３５】例えばモータを起動する際に引き起こされ
る電圧降下を打ち消すために、図３（ａ）に示すような
ＶｏからＶａにステップ状に急上昇する電圧波形になる
ようＰＷＭ制御することで、結果として図３（ｂ）のよ
うに電圧変動を抑えられる。

【００３６】なお、ＤＳＰ２が受け取った起動信号に基
づきリアルタイムで補正処理する構成でもよいし、ＤＳ
Ｐ２内の不図示のメモリ領域に読み込んで補正処理する
構成でもよいし、予めＤＳＰ２内に格納していた補正プ
ログラムを呼び出し補正処理する構成でもよい。

【００３７】また、本実施例ではスイッチング電源装置
の制御手段としてＤＳＰを用いたが、一般的なＣＰＵ，
ＭＰＵ等を用いても前述した出力電圧の補正制御を実現
できる。

【００３８】また、本実施例ではスイッチング電源装置
の回路形式としてフォワード型を用いたが、他の形式で
も前述した出力電圧の補正制御を実現できる。

【００３９】以上説明したように、本実施例によれば、
各種負荷の起動時に引き起こされる電圧変動を打ち消す
電圧波形をスイッチング電源装置から出力することで、
出力電圧の変動を防ぐことができ、例えば、画像形成装
置における原稿照明ランプのちらつき等、他の負荷への
影響を防ぐことが可能となる。

【００４０】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの
機器（例えば複写機，ファクシミリ装置）からなる装置
に適用してもよい。

【００４１】また、本発明は、システム或いは装置にプ
ログラムを供給することによって達成される場合にも適
用できることは言うまでもない。そして、本発明を達成
するためのソフトウェアによって表されるプログラムを
格納した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そ
のシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭ
ＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み
出し実行することによっても、本発明の効果を享受する
ことが可能となる。この場合、記憶媒体から読み出され
たプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現
することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶
媒体は本発明を構成することになる。

【００４２】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードデ
ィスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，
ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯ
Ｍ（マスクＲＯＭ，フラッシュＥＥＰＲＯＭ等）などを
用いることができる。

【００４３】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施例の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００４４】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって前述した実施例の機能が実現され
る場合も含まれることは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各種負荷起動時に発生する出力電圧変動を打ち消す出力
電圧波形をスイッチング電源装置に発生させるよう、Ｐ
ＷＭ波形を制御することにより、例えば原稿照明ランプ
のちらつき等を防ぐことができ、画像形成品質を向上，
安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いるスイッチング電源装置の構成
を示すブロック図

【図２】実施例の全体構成を示す断面図

【図３】実施例におけるモータ等の起動時の制御を説
明する図

【図４】従来例におけるモータ等の起動時の電流，電
圧波形を示す図

【符号の説明】

１スイッチング電源装置２ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）６ＣＰＵ９画像形成装置のモータ、ランプ等の各種負荷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力電圧をフィードバック制御するスイ
ッチング電源装置において、当該スイッチング電源装置の外部から入力した信号に応
じて、出力電圧を一時的に増大する制御手段を備えたこ
とを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】入力電力をスイッチングするスイッチン
グ回路と、前記スイッチング回路の出力を直流に変換して出力する
出力回路と、前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御する第
１の制御手段と、前記出力回路の出力端に接続された負荷を制御する第２
の制御手段と、を備えたスイッチング電源システムであ
って、前記第２の制御手段は、各種情報を記憶する記憶手段
と、前記負荷を起動する起動信号を発生する起動信号発
生手段とを有し、前記起動信号が前記第１の制御手段へ
と供給されることを特徴とするスイッチング電源システ
ム。
【請求項３】請求項２記載のスイッチング電源システ
ムにおいて、前記第１の制御手段は前記起動信号に同期して、前記ス
イッチング回路のスイッチング動作を所定の期間中、所
定の状態に調整することを特徴とするスイッチング電源
システム。
【請求項４】請求項３に記載のスイッチング電源シス
テムにおいて、前記スイッチング回路のスイッチング動作の調整量を、
前記記憶手段に格納していることを特徴とするスイッチ
ング電源システム。
【請求項５】請求項２に記載のスイッチング電源シス
テムにおいて、前記負荷はモータであることを特徴とするスイッチング
電源システム。
【請求項６】請求項２に記載のスイッチング電源シス
テムにおいて、前記負荷はランプであることを特徴とするスイッチング
電源システム。
【請求項７】画像データを入力する入力手段と、各種
情報を記憶する記憶手段と、画像形成要素を駆動して画
像形成を行う駆動手段と、前記入力手段により入力され
た画像データに応じて前記駆動手段による駆動を制御す
る第３の制御手段とを有する画像形成装置と、前記画像形成装置内に配置された、入力電力をスイッチ
ングするスイッチング回路と、前記スイッチング回路の
出力を直流に変換して出力する出力回路と、前記スイッ
チング回路のスイッチング動作を制御するための第４の
制御手段とを有するスイッチング電源装置とを備え、前記第３の制御手段が前記駆動手段を起動する際に起動
信号を前記第４の制御手段に供給し、前記第４の制御手段は、前記起動信号に同期し、前記ス
イッチング回路のスイッチング動作を所定の期間中、所
定の状態に調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項７に記載の画像形成装置におい
て、前記スイッチング回路のスイッチング動作の調整につい
てのデータを、前記記憶手段に格納していることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項９】請求項７に記載の画像形成装置におい
て、前記画像形成要素はモータであることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１０】請求項７に記載の画像形成装置におい
て、前記画像形成要素は原稿照明ランプであることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項１１】スイッチング電源装置とその負荷を制
御する制御装置とを備えたスイッチング電源システムに
おける制御方法であって、前記制御装置において前記負荷を起動させる起動信号を
発生し、前記負荷および前記スイッチング電源装置に供
給するステップＡと、前記ステップＡでの起動信号の供給を受けて、前記負荷
を起動するとともに前記スイッチング電源装置の出力電
圧を一時的に増大させるステップＢと、を備えたことを
特徴とするスイッチング電源システムの制御方法。
【請求項１２】請求項１１記載の方法を実現するため
のプログラム。
【請求項１３】請求項１２記載のプログラムを格納し
たことを特徴とする記憶媒体。