JP2011097792A - 電源供給回路および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】待機状態あるいはスリープ状態などの電源出力の負荷が無負荷あるいは軽負荷な状態における不必要な電力の浪費を無くし、消費電力を節減する。
【解決手段】交流電圧を整流して直流電圧を出力する電源整流部から出力された電圧を変換するトランス部と、前記トランス部で変換された電圧を整流および平滑して出力する２次整流部の出力電圧と基準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フィードバック部と、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パルス幅制御部と、前記スイッチング駆動信号に基づいてスイッチング動作時間を制御して前記トランス部に印加する電圧を制御するスイッチング部と、制御部から出力される制御信号に基づいて前記フィードバック部のフィードバック定数を切り替えて前記２次整流部の出力電圧を第１の出力電圧または第２の出力電圧に切替える出力電圧切替手段とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に電力を供給する電源供給装置に関し、画像形成装置の待機伏態あるいはスリープ状態などの電源出力の負荷が無負荷あるいは軽負荷な状態において消費電力を節減する電源供給回路およびその電源供給回路を備えた画像形成装置に関する。

従来の被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置では、ＤＣモータ等の各種直流アクチュエータが使用され、また交流電源を主電源として使用することが多いため、交流電源から供給された電圧を整流し、直流アクチュエータに対応した電圧と制御コントロールを行うロジック用の直流電圧を出力する画像形成装置用の電源供給装置が種々提案されている。

このような電源供給装置には、無負荷時および軽負荷時にダミー電流を流して補助巻線の出力電圧が適切な大きさとなるようにし、ダミー電流が不要な大きな負荷時にはダミー電流を遮断するようにし、スイッチング・レギュレータの効率を向上させるようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１７８５３５号公報（段落「００１２」〜段落「００１５」、図１）

しかしながら、上述した従来の技術においては、動作状態での消費電力を節減させるのみであり、通常の画像形成装置の使用状態で最も大きな時間を占める待機状態およびスリープ状態での消費電力を節減できないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、待機状態あるいはスリープ状態などの電源出力の負荷が無負荷あるいは軽負荷な状態における不必要な電力の浪費を無くし、消費電力を節減する電源供給回路およびその電源供給回路を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明は、外部から入力した交流電圧を整流して直流電圧を出力する電源整流部と、前記電源整流部から出力された電圧を変換するトランス部と、前記トランス部で変換された電圧を整流および平滑して出力する２次整流部と、前記２次整流部の出力電圧と基準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フィードバック部と、前記フィードバック部が出力した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パルス幅制御部と、前記スイッチング駆動信号に基づいて前記電源整流部から出力された直流電圧のスイッチング動作時間を制御して前記トランス部に印加する電圧を制御するスイッチング部と、前記２次整流部から出力された電圧を該電圧より低い所定の電圧に変換して出力するＤＣＤＣ変換部と、前記ＤＣＤＣ変換部からの出力電圧が供給される制御部と、前記制御部から出力される制御信号に基づいて前記フィードバック部のフィードバック定数を切り替えて前記２次整流部の出力電圧を第１の出力電圧または第２の出力電圧に切替える出力電圧切替手段とを備えることを特徴とする。

このようにした本発明は、待機状態あるいはスリープ状態などの電源出力の負荷が無負荷あるいは軽負荷な状態における不必要な電力の浪費を無くし、消費電力を節減することができるという効果が得られる。

第１の実施例における電源供給回路の構成を示すブロック図 第１の実施例におけるフィードバック部およびパルス幅制御部の構成を示す説明図 第１の実施例における画像形成装置の外観斜視図 第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図 第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図 第１の実施例における画像形成装置の動作を示すタイムチャート 第２の実施例における電源供給回路の構成を示すブロック図 第２の実施例におけるＤＣＤＣ変換部の構成を示す説明図 第２の実施例における画像形成装置の動作を示すタイムチャート 従来例における電源供給回路の構成を示すブロック図 従来例におけるフィードバック部およびパルス幅制御部の構成を示す説明図 従来例におけるＤＣＤＣ変換部の構成を示す説明図

以下、図面を参照して本発明による電源供給回路および画像形成装置の実施例を説明する。

図３は第１の実施例における画像形成装置の外観斜視図であり、図４は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。この図３および図４における画像形成装置１０１は、例えばタンデム方式のプリンタ装置である。

図４において、画像形成装置１０１は、画像形成部１０７、給紙部１１６、及び定着部１０４を備えており、記録シート（以下、「用紙」という。）Ｓへの画像形成が可能な構成になっている。

以下、印刷動作の流れにしたがって画像形成装置１０１の構成の説明を行う。

用紙Ｓの搬送は前述の給紙部１１６より行われる。この給紙部１１６は、給紙カセット１２１、給紙ローラ１２２、レジストローラ１２３等で構成され、給紙ローラ１２２の回動によって給紙カセット１２１から搬出された用紙Ｓはレジストローラ１２３まで送られ、更に転写搬送ベルト１１５上を送られ、各色の画像形成部１０７に達する。

画像形成部１０７は、画像形成ユニット１０３が色毎に４個実装されて構成されている。４個の画像形成ユニット１０３は、図４に示すように右側（上流）から左側（下流）に向かってブラック色（Ｋ）、イエロー色（Ｙ）、マゼンダ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）の順に配設されている。また、この画像形成ユニット１０３には、各色に対応したトナーカートリッジ１０２（１０２Ｋ、１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ）が装着されている。そして、画像形成ユニット１０３とトナーカートリッジ１０２は分離可能な構造となっており、それぞれのトナーカートリッジ１０２（１０２Ｋ、１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ）は収納された現像剤（の色）を除き同じ構成である。また、上記各画像形成ユニット１０３には、印字ヘッド１１７がカバー１１９を閉じることにより当接する構造になっている。

画像形成ユニット１０３には、感光体ドラム１１０、帯電器１１１、現像ローラ１１２、クリーナ１１３が収納されている。感光体ドラム１１０は、その周面が光導電性材料で構成され、感光体ドラム１１０の周面近傍には、感光体ドラム１１０の周面を帯電させる帯電器１１１、感光体ドラム１１０に現像剤を供給する現像ローラ１１２、感光体ドラム１１０に残留した現像剤を掻き落とすクリーナ１１３が順次配設されている。また、転写器１１４は、転写搬送ベルト１１５を介して感光体ドラム１１０に当接されて転写部を構成している。

感光体ドラム１１０は、用紙搬送方向に回転し、先ず帯電器１１１からの電荷付与により、その周面を一様に帯電する。そして、印字ヘッド１１７からの印字情報に基づく光書き込みにより、感光体ドラム１１０の周面に静電潜像を形成し、現像ローラ１１２による現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム１１０の周面に形成されるトナー像は、トナーカートリッジ１０２に収納した各色のトナーである。このようにして感光体ドラム１１０の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム１１０の図中矢印方向の回動に伴って転写器１１４の位置に達し、感光体ドラム１１０の直下を図中矢印方向に移動する用紙Ｓに転写される。そして、用紙Ｓの上面にトナー像が転写され、印刷が行われる。

そして、各転写部において感光体ドラム１１０の周面に形成されたトナー像が転写された用紙Ｓは、転写搬送ベルト１１５の移動に従って、転写搬送ベルト１１５上を図中矢印方向に移動し、定着装置１０４において熱定着処理が施される。

用紙Ｓが定着装置１０４の加熱ローラ１０６と加圧ローラ１０５との間を扶持搬送される間に、用紙Ｓに転写された複数色のトナー像は溶融して用紙Ｓに熱定着する。定着装置１０４によってトナー像が定着された用紙Ｓは排出ユニット部１０９に搬送された後に排出されるか、あるいは、両面印刷のため切換板１２０を介して両面印刷ユニット１０８に搬送され、再度、画像形成部１０７で用紙Ｓの反対面に画像形成が行われる。

図５は第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

図５において、制御部９は駆動系回路部９０とロジック（論理）系回路部９１との２つより構成されている。

ロジック系回路部９１の主な構成要素は、制御コントロールとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０、記憶手段としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４１およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４２を備えている。また、ＣＰＵ４０には、各種センサ４４と操作基板４３が接続されるとともに駆動系回路部９０の駆動回路５０が接続され、その駆動回路５０に駆動制御のための信号が出力される。

ここで、ＲＯＭ４２には、画像形成部１０７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。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４２から必要なプログラムを読み出して、画像形成部１０７、給紙部１１６及び定着部１０４の動作を統括的に制御して作像動作を実行させる。ＲＡＭ４１は、ＣＰＵ４０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。そして、制御部９のロジック系回路部９１にて使用する直流電圧は５Ｖである。

駆動系回路部９０は、前述の駆動回路５０とその駆動回路類より出力される駆動信号により動作するアクチュエータ類より構成される。アクチュエータ類とは、給紙モータ４５、搬送モータ４６、ベルトモータ４７、定着モータ４８、および現像駆動モータ４９等である。本アクチュエータ類は、前述の図４で説明した各構成部材を駆動するためのものである。制御部９の駆動系回路部９０には駆動用直流電圧の２４Ｖが使用される。

このように構成された制御部９のロジック系回路部９１に供給される直流電圧５Ｖおよび駆動系回路部９０に供給される駆動用直流電圧２４Ｖは、後述する電源供給回路により供給される。

また、制御部９は、時間の経過を計測するタイマ等の計時手段を備え、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し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するものとする。また、待機状態また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動作状態へ移行するものとする。

上記動作状態においては、ロジック系回路部９１に直流電圧５Ｖ、および駆動系回路部９０に駆動用直流電圧２４Ｖを供給し、一方待機状態またはスリープ状態においては、ロジック系回路部９１に直流電圧５Ｖを供給し、駆動系回路部９０には駆動用直流電圧２４Ｖを供給しない。

なお、本実施例において、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が動作を行っている状態をいい、また待機状態とは、画像形成装置が動作を行っていない状態であり、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をいい、さらにスリープ状態とは、待機状態に移行してから所定の時間が経過し、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、待機状態より機能的に休止した状態をいう。

図１は第１の実施例における電源供給回路の構成を示すブロック図である。

図１において、電源供給回路２００は、外部より入力された交流ＡＣ電圧を整流する電源整流部１と、スイッチング動作により前記電源整流部１から出力された直流電圧をスイッチングして、トランス４の１次側（入力巻線側）に供給するスイッチング部２と、トランス４の２次側（出力巻線側）に誘起された矩形波を整流して、負荷装置に対して直流電圧を出力する２次整流部５と、前記２次整流部５の出力電圧と基準電圧とを比較し、その比較の結果に応じた制御信号（フィードバック信号）を出力するフィードバック部６と、前記フィードバック部６が出力した制御信号、すなわち前記２次整流部５の出力電圧のフィードバック量に応じて、前記スイッチング部２ヘスイッチング駆動信号を出力するパルス幅制御部３とからなる。

スイッチング部２は、パルス幅制御部３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１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てトランス４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２００は複数の電圧の出力を供給する形態の電源のため、２次整流部５から出力された電圧をその電圧とは異なる（低い）所定の電圧に変換するＤＣＤＣ変換部７が前記２次整流部５の出力に接続され、そのＤＣＤＣ変換部７の出力は制御部９のロジック系回路部９１の入力に接続されるとともに２次整流部５の出力は駆動系回路部９０の入力に接続されている。

このように２次整流部５およびＤＣＤＣ変換部７からの各直流電圧出力は、前記詳細に説明した制御部９のロジック系回路部９１および駆動系回路部９０にそれぞれ供給されている。

なお、フィードバック部６には、フィードバック定数を切り替えるための制御信号としての切り替え信号Ｓ１が制御部９の出力端子より出力される。

図２は第１の実施例におけるフィードバック部およびパルス幅制御部の構成を示す説明図である。

図２において、フィードバック部６は、基準電圧となるシャントレギュレータ１６と、２次整流部５の出力電圧から検出電圧を生成する分圧抵抗１３ａ、１３ｂ、１３ｃとからなり、その分圧抵抗１３ａ、１３ｂ、１３ｃによる抵抗分圧により生成された検出電圧が比較電圧としてシャントレギュレータ１６のリファレンス端子に入力される。

このシャントレギュレータ１６には、直列にフォトカプラ１７のフォトダイオード１７ａへ流れる電流を制限するための制限抵抗１４がフォトカプラ１７を介して接続されている。

また、パルス幅制御部３は、フォトカプラ１７のフォトトランジスタ１７ｂと、そのフォトトランジスタ１７ｂの出力をパルス幅に変換するためのコントロール素子１８とから構成されている。コントロール素子１８の出力は、制限抵抗１９を介してスイッチング部２のＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０へ接続されている。

ここで、パルス幅制御部３は、スイッチング部２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１７のフォトダイオード１７ａに電流が供給されると、光によりフォトトランジスタ１７ｂのベースに電流が流れて、コレクタ端からエミッタ端へ電流が流れ、前記フォトカプラ１７は、オンとなる。このようにフォトカプラ１７のフォトダイオード１７ａへの電流の供給によりオン／オフを切替える。なお、この時、フォトダイオード１７ａとフォトトランジスタ１７ｂとは互いに電気的に絶縁されている。

また、分圧抵抗１３ａには並列にトランジスタ１１が接続され、トランジスタ１１のベース部にはバイアス抵抗１２と、制限抵抗１０が接続され、さらに制限抵抗１０には制御部９よりフィードバック定数の切り替え信号Ｓ１が入力され、その切り替え信号Ｓ１がＬｏｗレベルまたはＨｉｇｈレベルに切替えられることにより、トランジスタ１１のオン／オフを切り替える（出力電圧切替手段）。

このトランジスタ１１のオン／オフを切り替えることにより、シャントレギュレータ１６のリファレンス端子に入力されるフードバック定数としての検出電圧を切り替えることができるようになっている。

なお、図１０は従来例における電源供給回路の構成を示すブロック図、図１１は従来例におけるフィードバック部およびパルス幅制御部の構成を示す説明図であり、従来のフィードバック部６は、分圧抵抗１３ａに並列して分圧抵抗１３ａのオン／オフを切替えるトランジスタが存在しない構成となっており、本実施例では、制御部９からのフィードバック定数の切り替え信号Ｓ１に従って、フィードバック部６のトランジスタ１１のオン／オフを切り替える構成となっている。

上述した構成の作用について説明する。

まず、電源供給回路の動作を図１および図２に基づいて説明する。

電源供給回路２００において、外部より入力された交流電圧（ＡＣ入力）は、電源整流部１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２へ出力される。そして、スイッチング部２は、フィードバック部６とパルス幅制御部３の制御によりオン／オフされて、電源整流部１の出力電圧をスイッチングしてトランス４の１次側へ供給する。

トランス４の２次側に誘起される矩形波は、２次整流部５により直流電圧として整流及び平滑されて出力され、また本出力をＤＣＤＣ変換部７において別電圧の直流電圧に変換して負荷装置の電源として出力される。

本実施例の場合、２次整流部５より出力される電圧は２４Ｖであり、本２４Ｖ出力をＤＣＤＣ変換部７で変換し出力される電圧は５Ｖである。２次整流部５より出力された２４Ｖ出力は図１および図５に示す駆動系回路部９０に供給され、またＤＣＤＣ変換部７で変換し出力された５Ｖ出力は図１および図５に示すロジック系回路部９１に供給される。

また、２次整流部５の出力電圧は、フィードバック部６に印加される。フィードバック部６では、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１６の基準電圧と分圧抵抗１３ａ、１３ｂ、１３ｃから出力される検出電圧とを比較して、２次整流部５の出力電圧が基準電圧より高いか低い場合は、パルス幅制御部３に制御信号を出力してスイッチング部２のスイッチングのオン／オフ動作時間を調節する。

このようにフィードバック部６は２次整流部５の出力電圧が基準電圧となるようにパルス幅制御部３へフィードバック制御信号を出力し、パルス幅制御部３はそのフィードバック制御信号に基づいてスイッチング部２のスイッチング動作のオン／オフ時間を制御することで、２次整流部５の出力電圧を常時一定の電圧（第１の出力電圧）にする。本実施例の場合、この電圧は２４Ｖである。

一方、負荷装置である画像形成装置１０１が待機状態またはスリープ状態である場合においては、本２４Ｖ出力はアクチュエータ類の駆動電圧と使用されるため、本状態では実質は使用されない電圧である。

従って、制御部９は切り替え信号Ｓ１をＬｏｗレベルで出力し、制限抵抗１０を介してトランジスタ１１をオン状態とする。この場合、シャントレギュレータ１６で基準電圧と比較される検出電圧は、トランジスタ１１がオフの通常の場合と比較すると、高い電圧が印加されることになる。フィードバック定数としての検出電圧が高くなるということは、トランス４に印加される出力電圧は低く安定するようにコントロールされるため、結果として２次整流部５の出力電圧をより低い電圧（第２の出力電圧）に切り替えることになる。この場合の２次整流部５の出力電圧は、ＤＣＤＣ変換部７にて５Ｖに変換されるため、その変換に支障がない電圧という意味で本実施例では、例えば６Ｖとして出力するものとする。

このように待機状態またはスリープ状態では、ロジック系回路部９１への供給電圧は５Ｖのまま変化はないが、駆動系回路部９０への供給電圧は２４Ｖから６Ｖに低下して供給される。

これにより、画像形成装置１０１の制御部９の駆動系回路部９０は、駆動時における２４Ｖが印加され駆動回路５０のインピーダンス分の電流が消費されていた状態と比較すると、供給電圧が６Ｖに低減されるため、消費電流は単純には２４Ｖ／６Ｖで４分の１に低減が可能となる。これは消費電力（電圧×電流）にすると、１／１６に低減できることを示している。また、消費電流が低減されることにより電源部の発熱、および駆動回路部での発熱も低減される。

次に、電源供給回路の動作シーケンスを図６の第１の実施例における画像形成装置の動作を示すタイムチャートに基づいて図１を参照しながら説明する。

図６において、画像形成装置１０１の電源が投入されると（Ｍ０）、駆動系回路部９０に供給される電圧は２４Ｖ、またロジック系回路部９１に供給される電圧は５Ｖとなる。

画像形成装置１０１に電源が投入され、初期動作または印刷動作を完了した後、待機状態またはスリープ状態に移行すると制御部９は切り替え信号Ｓ１をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切替える（Ｍ１）。切り替え信号Ｓ１がＬｏｗレベルになると電源供給回路２００は、駆動系回路部９０に供給する電圧を２４Ｖから６Ｖへ低下させる。なお、ロジック系回路部９１に供給する電圧は５Ｖのままである。

画像形成装置１０１が待機状態またはスリープ状態から動作状態に復帰すると制御部９は切り替え信号Ｓ１をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切替える（Ｍ２）。切り替え信号Ｓ１がＨｉｇｈレベルになると電源供給回路２００は、駆動系回路部９０に供給する電圧を６Ｖから２４Ｖに復帰させる。

以上説明したように、第１の実施例では、画像形成装置が待機状態あるいはスリープ状態では、不必要な２次側の出力電圧を低下させる手段としてのフィードバック部を設けたことにより、２次側負荷の消費電力を低減することが可能となり、電源効率の向上を図ることができるという効果が得られる。

図７は第２の実施例における電源供給回路の構成を示すブロック図、図８は第２の実施例におけるＤＣＤＣ変換部の構成を示す説明図である。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７において、電源供給回路２００のＤＣＤＣ変換部７１は、待機状態またはスリープ状態の時に制御部９からｈｉｇｈレベルとなる切り替え信号Ｓ２が入力されるように構成されている。

図８において、ＤＣＤＣ変換部７１は、２次整流部５より出力される直流電圧（２４Ｖ）が入力され、その直流電圧を５Ｖに変換するものである。

２次整流部５より出力される直流電圧はスイッチング素子としてのＦＥＴ２３に入力される。ＤＣＤＣコントローラ２１の出力は、制限抵抗２２を介してＦＥＴ２３のゲートに接続され、ＦＥＴ２３のスイッチング時間を制御し、出力電圧を制御する。なお、ＦＥＴ２３のゲートにはバイアス抵抗３１が接続されている。

また、ＤＣＤＣコントロール２１のＧＮＤ端子は０Ｖ電圧に、Ｖｉｎ端子はＤＣＤＣコントローラ２１の回路電源として２４Ｖが印加される。

ＦＥＴ２３の出力はチョークコイル２４と整流ダイオード２５に接続され、前記チョークコイル２４の出力は平滑コンデンサ２８が接続され、全体としてＦＥＴ２３によるスイッチング後の整流・平滑動作を行う。さらにチョークコイル２４の出力には分圧抵抗２９、３０が接続され整流後の電圧検出を行う。この分圧抵抗２９、３０にて分圧された検出電圧はＤＣＤＣコントローラ２１のフィードバック（ＦＢ）端子に入力され、この電圧によりＦＥＴ２３のスイッチング時間が切り替えられ、結果として一定電圧にコントロールされることになる。

さらに、ＤＣＤＣコントローラ２１のＦＥＴ２３のゲートヘの出力ラインにはトランジスタ２６が０Ｖとショートできるように接続され（バイパス手段）、本トランジスタ２６のベースには制限抵抗２７を介して、制御部９からの切り替え信号（バイパス手段を稼動／停止させる制御信号）Ｓ２が入力される。

なお、図１２は従来例におけるＤＣＤＣ変換部の構成を示す説明図である。本実施例の構成とは、ＤＣＤＣコントローラ２１の出力をショートするトランジスタが存在しないことが異なる。

上述した構成の作用について説明する。

画像形成装置１０１が待機状態、あるいはスリープ状態において、第１の実施例と同様に電源供給回路２００のフィードバック部６は制御部９からの切り替え信号Ｓ１により電圧検出を切り替え、２次整流部５の出力電圧を切り替える。但し、第１の実施例と異なり本実施例では、フィードバック部６は２次整流部５の出力電圧をＤＣＤＣ変換部７１で出力される電圧５Ｖと同一の５Ｖに切り替える。

この動作を図９の第２の実施例における画像形成装置の動作を示すタイムチャートに基づいて図７および図８を参照しながら説明する。

図９において、画像形成装置１０１の電源が投入されると（Ｍ０）、駆動系回路部９０に供給される電圧は２４Ｖ、またロジック系回路部９１に供給される電圧は５Ｖとなる。

画像形成装置１０１に電源が投入され、初期動作または印刷動作を完了した後、待機状態またはスリープ状態に移行すると制御部９は切り替え信号Ｓ１をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切替える（Ｍ１）。

これにより、前述したように２次整流部５の出力電圧は２４Ｖから５Ｖに低下する。このとき、２４Ｖの出力電圧が５Ｖに低下し、安定するまでに時間Ｔ１の経過が必要である。また、出力電圧が５Ｖに安定する前のタイミングＴＡでは、その出力電圧が５Ｖ以下に一瞬低下するアンダーシュートが発生する可能性がある。

このため、制御部９は、切り替え信号Ｓ１をＬｏｗレベルに切り替えてからの経過時間Ｔ１より大きい時間Ｔ２の経過を待って、すなわち２次整流部５の出力電圧が５Ｖに完全に安定した後、ＤＣＤＣ変換部７１の切り替え信号Ｓ２をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替えて出力し、トランジスタ２６をオン状態とする。トランジスタ２６がオン状態になると、ＦＥＴ２３のゲートには０Ｖが印加されるため、ＦＥＴ２３はオン状態となる。

従って、制御部９よりＤＣＤＣ変換部７１の切り替え信号Ｓ２をＨｉｇｈレベルで出力すると、ＦＥＴ２３がオン状態となりスイッチング動作は行われなくなるため、状態としてはＤＣＤＣ変換部７１の入力をＤＣＤＣ変換部７１の出力へ直に接続した場合と当価のバイパス状態となり、ＤＣＤＣ変換部７１は入力電圧をそのまま出力電圧とする。

このように、時間Ｔ２の経過を待ってＤＣＤＣ変換部７１をバイパス状態になるように制御することにより、タイミングＴＡで出力電圧が５Ｖ以下になるアンダーシュートが発生した場合であってもＤＣＤＣ変換部７１の存在するチョークコイル２４および電解コンデンサ２８の平滑回路が好影響を吸収するため、ＤＣＤＣ変換部７１の出力５Ｖは２４Ｖからの切り替え時にも安定した出力電圧が得られる。

以上説明したように、ＤＣＤＣ変換部７１でスイッチング動作を行わないようにしたため、ＤＣＤＣ変換部７１でのスイッチング動作による電力消費はなくなり、直流で電流を流した場合のＦＥＴ２３とチョークコイル２４のインピーダンスによる電力消費のみとなるため、消費電力を低減することができる。

画像形成装置１０１が待機状態またはスリープ状態から動作状態に復帰すると制御部９は切り替え信号Ｓ２をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替えてＤＣＤＣ変換部７１のトランジスタ２６およびＦＥＴ２３をオフ状態とする（Ｍ２）。トランジスタ２６およびＦＥＴ２３がオフ状態になるとＤＣＤＣ変換部７１は、通常の変換制御に復帰してＦＥＴ２３のスイッチング動作が再開される。

制御部９は、ＤＣＤＣ変換部７１のスイッチング動作への復帰に必要な時間Ｔ３の経過を待って切り替え信号Ｓ１をＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切替える。切り替え信号Ｓ１がＨｉｇｈレベルになると電源供給回路２００は、駆動系回路部９０に供給する電圧を５Ｖから２４Ｖに復帰させ、画像形成装置１０１は、印刷可能状態となる。

以上説明したように、第２の実施例では、画像形成装置が待機状態あるいはスリープ状態では、不必要な２次側の出力電圧を低下させる手段としてのフィードバック部を設けるとともに、スイッチング動作を行うことなく２次整流部からの出力電圧をバイパスさせる手段を有するＤＣＤＣ変換部を設けたため、複数の直流出力を持つ電源供給回路を単一の直流出力の電源に切り替えることが可能となり、ＤＣＤＣ変換部のスイッチングによる電力消費を無くすことが可能となる効果が得られる。従って、第１の実施例と比較して更に消費電力を低減し、電源効率を向上させることができるという効果が得られる。

なお、以上の実施例では、画像形成装置をタンデム方式のカラー電子写真プリンタ装置として説明したが、電子写真プリンタに限らず、複写機、インクジェットプリンタ等の種々の画像形成装置としてもよい。

また、本発明は、画像形成装置以外でも、待機状態、スリープ状態等の状態で、アクチュエータの駆動電圧を必要としない装置、あるいは状態により使用しない直流出力をもつような装置にも同様に実施可能である。

１ 電源整流部
２ スイッチング部
３ パルス幅制御部
４ トランス
５ ２次整流部
６ フィードバック部
７ ＤＣＤＣ変換部
９ 制御部
１０、１４、１９、２２、２７ 制限抵抗
１１、２６ トランジスタ
１２、３１ バイアス抵抗
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、２９、３０ 分圧抵抗
１６ シャントレギュレータ
１７ フォトカプラ
１７ａ フォトダイオード
１７ｂ フォトトランジスタ
１８ コントロール素子
２０、２３ ＦＥＴ
９０ 駆動系回路部
９１ ロジック系回路部
１０１ 画像形成装置
２００ 電源供給回路

Claims (8)

1. 外部から入力した交流電圧を整流して直流電圧を出力する電源整流部と、
   前記電源整流部から出力された電圧を変換するトランス部と、
   前記トランス部で変換された電圧を整流および平滑して出力する２次整流部と、
   前記２次整流部の出力電圧と基準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フィードバック部と、
   前記フィードバック部が出力した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パルス幅制御部と、
   前記スイッチング駆動信号に基づいて前記電源整流部から出力された直流電圧のスイッチング動作時間を制御して前記トランス部に印加する電圧を制御するスイッチング部と、
   前記２次整流部から出力された電圧を該電圧より低い所定の電圧に変換して出力するＤＣＤＣ変換部と、
   前記ＤＣＤＣ変換部からの出力電圧が供給される制御部と、
   前記制御部から出力される制御信号に基づいて前記フィードバック部のフィードバック定数を切り替えて前記２次整流部の出力電圧を第１の出力電圧または第２の出力電圧に切替える出力電圧切替手段とを備えることを特徴とする電源供給回路。
2. 請求項１の電源供給回路において、
   前記制御部は、
   電源を供給する装置状態を判断し、その装置状態に応じて前記フィードバック部に対して前記フィードバック定数を切り替える制御信号を出力し、前記第１の出力電圧から前記第２の出力電圧に切替え、出力電圧を低減させることを特徴とする電源供給回路。
3. 請求項１の電源供給回路において、
   前記ＤＣＤＣ変換部は、前記制御部から出力される制御信号に基づいて、入力された電圧をそのまま出力するバイパス手段を備え、
   前記制御部は、
   電源を供給する装置状態を判断し、その装置状態に応じて前記フィードバック部に対して前記フィードバック定数を切り替える制御信号および前記ＤＣＤＣ変換部に対して前記バイパス手段を稼動させる制御信号を出力し、前記２次整流部が出力する電圧を前記制御部へ供給する電圧に低減させるとともに前記ＤＣＤＣ変換部は入力した電圧をそのまま出力することを特徴とする電源供給回路。
4. 請求項３の電源供給回路において、
   前記バイパス手段は、前記ＤＣＤＣ変換部のＦＥＴのスイッチング動作を停止させる手段であることを特徴とする電源供給回路。
5. 請求項２、請求項３または請求項４の電源供給回路において、
   前記装置状態を、装置の動作状態とし、
   前記制御部は、
   装置の動作が終了した後、前記制御信号を出力することを特徴とする電源供給回路。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項の電源供給回路において、
   前記フィードバック定数は、前記２次整流部から出力された電圧に基づいて生成された電圧であることを特徴とする電源供給回路。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項の電源供給回路において、
   前記２次整流部からの出力電圧を駆動系回路へ供給し、前記ＤＣＤＣ変換部からの出力電圧を論理系回路へ供給することを特徴とする電源供給回路。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項の電源供給回路を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images